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        玻纖布濾料覆膜工藝研究

        2022-03-11 05:36:08陶英杰
        玻璃纖維 2022年1期
        關(guān)鍵詞:熱壓透氣濾料

        魏 濤,肖 堯,朱 聰,陶英杰

        (南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司,南京 210012)

        0 前言

        在水泥、炭黑等行業(yè),工業(yè)濾袋除塵一般會(huì)選用玻纖類覆膜濾料,該類覆膜濾料綜合了玻璃纖維和 PTFE薄膜的優(yōu)點(diǎn), 具有耐高溫、除塵效率高、表面過(guò)濾易清灰 、除塵阻力低且穩(wěn)定和使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)良特性[1-4]。但是,目前國(guó)內(nèi)在這一產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中仍存在很多問(wèn)題, 例如玻璃纖維布與 PTFE薄膜的結(jié)合程度不高,薄膜的微孔率難以保證,玻璃纖維基材與膜結(jié)合后膜的透氣率降低等問(wèn)題,這些問(wèn)題會(huì)減少濾料的使用壽命,升高運(yùn)行阻力[5-6]。因此,對(duì)玻璃纖維的處理以及膜與基材高溫?zé)釅簭?fù)合工藝的研究是當(dāng)今重點(diǎn)[7-10]。

        1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

        1.1 原料與設(shè)備

        1.1.1 原料

        實(shí)驗(yàn)玻纖素布:?jiǎn)挝幻娣e質(zhì)量750 g/m2的無(wú)堿玻纖布,四川省玻纖集團(tuán);

        TF乳液:質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的聚四氟乙烯乳液,杜邦公司;

        O乳液:質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的苯甲基硅油乳液,巴斯夫股份公司;

        R乳液:質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的催化劑,杜邦公司;

        D乳液:質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的穩(wěn)定劑,巴斯夫股份公司。

        1.1.2 設(shè)備

        浸漬處理機(jī)組;高溫?zé)釅焊材C(jī)組。

        1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

        實(shí)驗(yàn)采用的處理基材為單位面積質(zhì)量 750 g/m2,幅寬163 cm的無(wú)堿玻纖布,先進(jìn)行素布熱清洗工序, 將上述乳液按照一定比例混合,并攪拌均勻, 將熱清洗布分別經(jīng)過(guò)上述處理配方乳液進(jìn)行浸漬處理,并通過(guò)擠料壓軋裝置控制含膠量為12%。再將上述玻纖布處理樣與PTFE薄膜進(jìn)行覆合,通過(guò)控制變量法,改變覆膜工藝,具體覆膜工藝見(jiàn)表1。具體生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖1。

        表1 覆膜工藝

        圖1 生產(chǎn)工藝流程

        1.3 實(shí)驗(yàn)方法

        透氣率按照 GB/T 5453-1997 《紡織品 織物透氣性的測(cè)定》測(cè)試;斷裂強(qiáng)力按照 GB/T 3923.1-2013《紡織品 織物拉伸性能》測(cè)試;覆膜牢度測(cè)試。

        2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

        2.1 覆膜濾料表面外觀測(cè)試

        圖2表示覆膜濾料經(jīng)過(guò)高溫?zé)釅汉?,PTFE 表面完整地覆合在基布表面,而且可以看到試樣表面存在規(guī)則的壓點(diǎn)。由于機(jī)織布存在經(jīng)緯紗交織的組織結(jié)構(gòu),薄膜與基布表面凸起的經(jīng)緯紗接觸,在高溫?zé)釅簵l件下產(chǎn)生黏結(jié),正是這些黏結(jié)區(qū)域給覆膜濾料提供較好的黏結(jié)牢度。

        圖2 覆膜濾料表面圖

        2.2 不同覆膜速度對(duì)膜的透氣率及覆膜牢度影響

        將處理布與膜進(jìn)行覆合,測(cè)試不同覆膜速度下膜的透氣率、膜與基材的覆合牢度及膜的孔徑,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖3、圖4。

        圖3 不同覆膜速度下膜的透氣率

        圖4 不同覆膜速度下膜的孔徑及覆膜牢度

        由圖3、圖4可知,隨著車速的提高,膜的透氣率呈上升趨勢(shì)。這是因?yàn)楫?dāng)車速過(guò)低時(shí),熱壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)導(dǎo)致薄膜中部分原纖結(jié)構(gòu)發(fā)生熔融,堵塞一部分微孔結(jié)構(gòu),冷卻后固化形成帶狀結(jié)構(gòu),造成微孔平均孔徑下降,因此透氣率下降。隨著熱壓時(shí)間的增加,膜與玻纖基布接觸點(diǎn)的黏結(jié)效果越好,因此濾料的覆膜牢度隨著覆膜速度的上升呈下降趨勢(shì);當(dāng)覆膜速度達(dá)到8 m/min后,牢度下降到0.3 MPa, 膜與基材容易脫落,因此考慮透氣與牢度方面,覆膜速度7~8 m/min比較適宜。

        2.3 不同覆膜溫度對(duì)膜的透氣率及覆膜牢度影響

        將處理布與膜進(jìn)行覆合,測(cè)試不同覆膜溫度下膜的透氣率、膜與基材的覆合牢度及膜的孔徑,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖5、圖6。

        圖5 不同覆膜溫度下膜的透氣率

        圖6 不同覆膜溫度下膜的孔徑及覆膜牢度

        由圖5、圖6知,隨著溫度的升高,膜的透氣率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì),在363 ℃時(shí)透氣率達(dá)到最大值,但當(dāng)溫度繼續(xù)上升后,膜的透氣率開(kāi)始下降,這是因?yàn)楫?dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí),PTFE成為熔融狀態(tài),導(dǎo)致薄膜微孔受到堵塞,平均孔徑下降,透氣率下降。結(jié)合牢度與透氣,覆膜溫度在350~360 ℃區(qū)間比較適宜。

        2.4 不同覆膜壓力對(duì)膜的透氣率及覆膜牢度影響

        將處理布與膜進(jìn)行覆合,測(cè)試不同覆膜壓力下膜的透氣率、膜與基材的覆合牢度及膜的孔徑,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖7、圖8。

        圖7 不同覆膜壓力下膜的透氣率

        圖8 不同覆膜壓力下膜的孔徑及覆膜牢度

        由圖7、圖8知,隨著覆膜壓力的升高,膜的透氣率呈下降趨勢(shì),這是因?yàn)閴毫觿”∧の⒖椎亩氯?,?dǎo)致薄膜孔徑變小,透氣率隨之下降。覆膜牢度隨著壓力的升高而升高,這是因?yàn)殡S著壓力的增大,膜與玻纖基布經(jīng)緯紗的接觸面積增大,使得覆膜牢度大大提高;當(dāng)覆膜壓力達(dá)到0.3 MPa后,覆膜牢度可達(dá)到0.3 MPa,此時(shí)的透氣也比較高。因此適宜的覆膜壓力在0.3~0.4 MPa。

        3 結(jié)論

        通過(guò)對(duì)不同覆膜工藝下的膜性能分析得出以下結(jié)論:

        (1)不同覆膜工藝對(duì)膜的透氣及覆膜牢度均存在不同程度的影響。比較適宜的覆膜工藝參數(shù)為350~360 ℃、7~8 m/min、0.3~0.4 MPa。

        (2)膜透氣率隨著覆膜速度的上升呈上升趨勢(shì), 由3.2 cm/s上升至3.7 cm/s;覆膜牢度隨著覆膜速度的上升呈下降趨勢(shì)。

        (3)隨著覆膜溫度的升高,膜的透氣率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì),在363 ℃時(shí)透氣率達(dá)到最大值3.86 cm/s;覆膜牢度呈先升高后下降的趨勢(shì)。

        (4)膜透氣率隨著覆膜壓力的升高呈下降趨勢(shì),由4.1 cm/s下降至3.6 cm/s;覆膜牢度隨著壓力的升高而提升。

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