耐高溫纖維介紹
廣泛應用耐高溫纖維。尤其是在冶金領域.鋼鐵.發電.碳黑.水泥等行業的高溫粉塵過濾,減少顆粒物排放,防止廢氣對人體健康造成危害。目前,耐高溫過濾材料主要采用耐高溫纖維制成的針狀過濾材料。這些材料大多為三維結構,孔隙小,孔隙率高,過濾效率高。近年來,它們得到了越來越廣泛的應用。國內高溫過濾主要由玻璃纖維制成,但耐磨.折疊阻力差,不能滿足復雜環境下高溫粉塵過濾的要求。因此,開發高性能耐高溫纖維和過濾材料,以滿足不斷增長的高溫粉塵過濾要求具有重要意義。
耐高溫合成纖維的國際研發始于20世紀70年代。杜邦公司等許多化工領域的知名企業.日本帝人公司.巴斯夫在德國投入了大量的研發資金,并取得了進展。芳族聚酰胺(如Nomex等).聚苯撐硫醚(PPS).聚苯并咪唑(PBI).聚酰亞胺(PI)預氧化纖維聚丙烯腈(PAN0F)等等。
由于起步較晚,我國長期以來一直依賴進口耐高溫、阻燃纖維和過濾材料。20世紀90年代末,中國成功研制出芳砜尼龍(Polysuifon-amide).改性自熄聚丙烯腈纖維(PANOF).聚酰亞胺纖維(PI)還有芳綸1313等,但國內耐高溫纖維達到200℃除玻璃纖維外,其它纖維只有少量生產,如間位芳綸。
1.破璃纖維
玻璃纖維過濾材料有多種形式,包括普通玻璃纖維織物、膨脹玻璃纖維織物、純玻璃纖維或與其他化學纖維混合的針氈,以及玻璃纖維布或針氈的聚四氟乙烯微孔膜。針有良好的過濾性能(中國50%)~55%,國外>60%)占很大比例。復合膜過濾材料因其更好的過濾性能而受到歡迎并迅速發展。玻璃纖維過濾材料也在空氣中超級凈化.燃油.開發啤酒過濾甚至血液過濾。
紡織行業使用的玻璃纖維直徑大多為8~12μm,相當于1.2dtex~2.8dtex。在我國,基網在國內應用較多,一般采用機織網布。生產超細濾料時,直徑為1~3μm玻璃纖維。
2.聚四氟乙烯纖維(PTFE)
聚四氟乙烯纖維主要來自奧地利(Lenzing)公司采用獨家專利生產。通過熔點(327℃)纖維是溫度下,纖維由凝膠和熱拉伸制成。藍精公司的聚四氟乙烯纖維截面略呈矩形,相當于10度纖維dtex。針刺法非織造布加工成過濾材料,具有過濾效率高的優點,可用于260℃在高溫下連續使用。
3.聚酰亞胺纖維(PI)
聚酰亞胺纖維的一個顯著特征是其不規則的截面結構。不規則纖維截面,如三葉片截面結構,可以通過在紡絲工藝中應用特殊的工藝參數來獲得。纖維三葉片截面形成的纖維表面積系數非常高,比圓形截面纖維增加了約80%的纖維表面積,大大提高了粉塵顆粒的捕獲機會,提高了過濾效率。此外,纖維的特殊截面形狀使大部分粉塵集中在過濾材料表面,難以穿透過濾材料內部,堵塞孔隙,降低運行阻力。因此,纖維比普通纖維具有更強的捕獲粉塵的能力。如果選擇與丹尼爾數纖維相同的過濾材料,纖維過濾材料的除塵效率高于其他纖維,因此混合纖維過濾材料將大大提高使用性能。
315℃,氧指數38,在250℃加熱l0min熱縮率小于1%,可以是260℃條件下連續運行,最高工作溫度可達300℃。在260℃高溫下不會產生物理降解,具有良好的耐化學性PH它可以應用于價值范圍內。目前,短切無堿玻璃纖維和無堿玻璃纖維已在中國生產和生產P84(PI)該產品是高爐煤氣凈化的首選品種,也是應用量最大的品種。
4.間位芳香族聚酰胺(芳綸1313)
芳綸纖維是一種線性大分子,由結構靈活的酰胺基團和間位苯基組成。由于氫鍵和苯環的作用,化學結構非常穩定,耐高溫性能優異.耐燃性.高溫尺寸穩定性。其優異的物理力學性能尤為突出,其強度與聚酯相似,耐磨性.它具有良好的抗彎性和優良的紡織加工性能,可以通過針灸進行.水刺成無紡布。在不同的溫度下,芳綸1313纖維.不同時間的強保持率為250℃在1000小時的干熱條件下,其強度保持率可達60%以上。作為一種功能纖維,芳綸1313纖維在高溫粉塵過濾行業中起著不可替代的作用。但由于分子結構的特點,燃煤鍋爐不能使用耐酸性差、耐高溫水解性差等缺陷.適用于垃圾焚燒等行業。
芳綸1313纖維具有優異的耐高溫性和阻燃性.良好的可紡性和尺寸穩定性.目前技術成熟、應用最廣泛的基本阻燃纖維具有良好的機械性能,其總消耗量在特殊纖維中排名第二。市場上常見的芳綸1313纖維產品有:杜邦公司(DuPont)的Nomex.帝人公司(Teijin)的Conex.尤尼吉卡公司(Unitika)的Apyeil還有俄羅斯Fenilon纖維。此外,日本三菱東津化工與可樂麗公司.小松精練公司.等也在研發同類纖維。杜邦公司和日本帝人公司的產品在市場上處于領先地位。
自20世紀60年代以來,在20世紀60年代。目前,山東煙臺氨綸有限公司芳綸1313的生產能力已達到2800噸/年,超過日本帝人公司,成為世界第二大芳綸1313生產供應商。山東煙臺氨綸有限公司和廣東彩燕有限公司均采用低溫溶液聚合法和濕紡絲工藝,工業化生產芳綸1313纖維,可生產原液著色纖維,解決芳綸不易著色的問題。目前,兩家工廠的纖維產品主要生產耐高溫過濾材料和大量出口的無紡布;它也可以用于紡紗,但有時會有更多的超長纖維和倍長纖維。根據2005年底的抽樣比較,兩廠產品的抗拉斷裂強度接近Nomex纖維,但仍然很低;斷裂伸長率伴隨著生產線.不同的拉伸工藝。但如果與其它纖維搭配合理,國產芳綸1313纖維可用于紡織加工,應用于阻燃面料。
5.芳砜綸
香薰尼綸(商品名稱)Tanlon,簡稱PSA),它是我國自主研發的一種聚砜酰胺纖維,是高分子鏈中的一種(-SO2-)芳香族聚酰胺纖維。由上海紡織科學院和上海合成纖維研究所聯合開發。纖維玻璃化溫度為257℃,軟化溫度367℃,沒有明顯的熔點?!嫔鲜鰰r間開始分解,是目前我國廣泛使用的一種耐溫纖維。亞尼龍是制造袋式除塵器配套濾袋的優良材料。它不僅具有良好的耐熱性,而且具有優異的耐熱氧老化穩定性,熱收縮小,能保持良好的尺寸穩定性和耐酸性℃長期使用,非常適合耐高溫濾料,價格相對P84.PPS.Nomex也更便宜。此外,芳砜纖維的摩擦系數較小,用其制成的濾袋容易清灰;由于芳砜纖維耐高溫,可與聚四氟乙烯(固化溫度為260℃)熱壓粘接成過濾效果好,過濾效果穩定。
