高性能水刺玻纤复合滤料性能的研究

蔡伟龙，罗祥波，洪丽美，乐世平，李 彪

（厦门三维丝环保股份有限公司，福建 厦门 361101）

高性能水刺玻纤复合滤料性能的研究

蔡伟龙，罗祥波，洪丽美，乐世平，李 彪

（厦门三维丝环保股份有限公司，福建 厦门 361101）

通过实验对比水刺类与针刺类玻纤复合滤料的机械性能、过滤性能，阐述了针刺玻纤复合滤料存在的缺陷及水刺玻纤复合滤料的技术优势。

水刺工艺;玻纤复合滤料;机械性能

1 引言

水泥行业是粉尘排放的大户之一，在“十二五”期间将面临着更加严格的排放标准的考验。袋式除尘器作为最高效的除尘设备之一，将发挥重要作用，而滤料则是影响除尘器性能的核心因素。一直以来，针刺玻纤复合滤料、玻纤覆膜滤料在水泥窑头、窑尾袋式除尘器中的应用十分广泛，但普遍存在寿命短、压差高等问题，本文以新型高强水刺玻纤复合滤料为研究对象，通过性能对比，阐述了高性能水刺玻纤复合滤料的性能优势，为水泥行业提供了一种高效低阻长寿命的复合滤料。

众所周知，针刺是以刚性的带钩刺的刺针在纤网中往复运动使纤维之间相互缠结而成毡的，是通过选择不同的针板布针形式与刺针规格、形状以及调整不同的工艺（如针频、针密、针深等）手段来获得不同的品质要求的，因此其刚性刺针的上下往复运动与柔性纤网的连续水平运动的组合必然会对纤维造成一定程度的损伤并在布面留下针痕，特别对于脆性较大的玻璃纤维的加工，纤维损伤大，因此导致最终产品强度较低，毡层密实度差，大大影响寿命和过滤性能。水刺工艺技术原理则是以“水”为主要的加工工具，利用高压高密的“水针”使纤维互相进行柔性缠结，因此，在纤维的损伤程度上和密实度上得到了极大的改善，有助于延长使用寿命和提高过滤效率。

2 实验部分

2.1 实验样品

2m2水刺玻纤复合滤料（代号GL-S）；2m2针刺玻纤复合滤料（代号GL-Z）。

2.2 主要仪器

YG026C型电子织物强力机；YG032D织物爆破仪，1-AT型VDI滤料模拟测试装置，扫描电镜（SEM，上海田京）。

2.3 实验方法

织物标重、强力、透气性分别按GB/T 4669、GB/T 3923.1、GB/T 5453等标准测试。

3 结果与讨论

3.1 样品常规性能的对比（见下表）

GL-S与GL-Z常规性能的对比表

从表中可以明显看出，GL-S机械性能明显优于GL-Z，特别是在厚度和透气性方面的差异，可以说明，GL-S的密实度高；在断裂强度方面，GL-S近乎是GL-Z的2倍，这说明了水刺工艺对玻纤的损伤较小，成毡的机械性能大大提高。

3.2 样品爆破强度随脉冲喷吹次数的变化

为了进一步说明水刺工艺对纤维损伤小且有利于玻纤直接更好地柔性缠结，形成密实的抱合效果，进一步考察了两种样品的爆破强度随脉冲喷吹次数的变化。实验结果如图1所示。

图1 爆破强度随脉冲喷吹次数变化

由图1可以明显看出，GL-S在受到2万次喷吹后，强度依然保持良好，而GL-Z在喷吹过程中，爆破强度呈线性下降，特别是在1.3万次以后，强度的衰减速度更快（曲线的斜率更大）。

图2为脉冲喷吹2万次后对样品进行的微观形貌观察，从图2可以明显看出，GL-S经喷吹后，纤维互相缠结良好，且没有“破脆”现象；而GL-Z则可明显看出微观破洞，且纤维脆裂，这也进一步说明了GL-Z爆破强度衰减速度较快的原因。

图2 脉冲喷吹后的SEM微观形貌观察照片

3.3 样品过滤性能测试（VDI测试）

3.3.1 粉饼形成能力及阻力损失

VDI测试中，老化阶段是一个很重要的过程，即模拟“粉饼”形成的过程，采用间隔5s喷吹，共喷吹5000次。在老化过程中，比较各样品形成“粉饼”的能力及阻力特性。由图3可知，GL-Z阻力曲线上升趋势明显，表明该滤料清灰性能较差，粉尘容易渗入滤料深层，导致阻力上升速度较快；GL-S表面密实、平整，粉尘不易渗透，且不易黏灰，阻力曲线上升平缓，显示了低阻特性。

图3 VDI测试老化过程的残留阻力随喷吹次数的变化

3.3.2 老化后综合过滤性能的对比

老化后，样品定压综合过滤性能的比较。在定压1000Pa下2种样品进行30次过滤与清灰过程试验，由图4、图5可知，GL-S残留阻力明显低于GL-Z，而清灰周期也近乎是GL-Z的2倍，凸显了GL-S高效低阻特性。

图4 VDI测试老化过程的残留阻力随喷吹时间的变化

图5 VDI测试老化过程的清灰周期随喷吹时间的变化

4 结论

上述实验结果表明，水刺玻纤复合滤料与针刺玻纤复合滤料在机械性能、过滤性能上具有不可比拟的优势，机械性能的提升可以保证滤料更长的使用寿命，过滤性能的改善可以满足更加严格的排放要求，运行阻力更低，真正实现“高效低阻长寿命”，将是新一代高性能滤料的发展方向，值得推广应用。

Research on Composite Filter Materials of Spunlace Spun Glass with High Performance

CAI Wei-long, LUO Xiang-bo, HONG Li-mei, LE Shi-ping, LI Biao
(Xiamen Savings Environmental Co., Ltd, Xiamen Fujian 361101, China)

In comparison with machine performance and filter performance of spun glass composite filter materials from spunlace kind and needle-punched kind, the paper explicates he shortcomings existed in the spun glass composite filter materials from needle-punched kind, and technical advantages of the spun glass composite filter materials from spunlace kind.

spunlace technology; spun glass composite filter materials; machine performance

book=5,ebook=5

X701.2

A

1006-5377（2012）01-0048-03