耐高温过滤材料主要选用有机材料以适应超高温环境,有机材料包括聚苯硫醚(PPS)、芳纶、聚四氟乙烯(PTFE)和聚亚酰胺(P84)等,再通过水刺、针刺等成型技术,加以一定后整理技术制成非织造材料,主要用于化学、石油、冶金、电力、水泥、垃圾焚烧等工业生产中高温含尘气体的过滤。
在实际使用过程中,烟气的成分比较复杂,往往含有SO2、SO3、NO2等酸性气体,也有粉煤灰渣等碱性细小固体颗粒。这些工业废渣会对耐高温过滤材料造成损伤,因此在实际使用中,PPS 针刺过滤材料的表现差强人意。耐高温过滤材料的耐化学性能已成为影响材料功能发挥的重要影响因素。
PPS 纤维品种有长丝、复合丝和短纤,短纤用于针刺和水刺产品。以往研究 PPS 纤维耐化学性能的课题只是研究单一酸对纤维的腐蚀,但是在实际使用环境中,工业废气通常具有很高的温度,对高温过滤材料的腐蚀更为明显。为了模拟实际环境,以探明酸、碱浓度、温度及热处理时间对 PPS 针刺过滤材料力学性能的影响,本文设计了三因素三水平进行正交试验,为 PPS 耐高温过滤材料更好地发挥功效提供技术参考。
(1)PPS 针刺非织造材料的力学性能较好,规格为30 cm ×5 cm 的样品断裂强力可达到1000N。
(2)PPS针刺非织造材料在耐碱性实验中,在碱的浓度为14.4 mol/L,处理温度为80℃,处理时间24 h的条件下,断裂强力依然能保持90%。在耐酸性实验中,在酸的浓度为12 mol/L,处理温度为 80℃ 的条件下,断裂强力可保持在75%以上。PPS 针刺非织造材料具有较好的耐化学性能。
(3)在耐碱性试验中,热处理时间对 PPS 针刺非织造材料的断裂强力影响显著。在耐酸性试验中,盐酸的浓度对 PPS 针刺非织造材料的断裂强力影响极为显著。
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