发泡涂层对PPS滤料表面性能的影响

时间:2017-7-11 9:22:00 来源:本网 添加人:admin

  化工新型材料发泡涂层对PPS滤料表面性能的影响李素勤12邓炳耀12刘庆生12夏前军3(1.江南大学非织造技术中心,无锡214122;。生态纺织教育部重点实验室(江南大学),无锡214122;3.南京际化三五二一特种装备有限公司,南京210007)1层致密的多孔结构。过滤效率和孔径测试结果表明,经涂层处理后PPS滤料的过滤性能有所提高,孔径的尺寸也变得更小,滤料的最小孔径从26.33Fm缩小到1.26Fm.对滤料的耐磨性研究表明,涂层后滤料的耐磨性得到了明显的改善,在转速70r/min条件下,从616次增加到27941次,增加了滤料的使用寿命。

  基金项目:江苏省科技成果转化项目(BA2012021)随着工业的不断发展,环境保护标准的曰益提高,袋式除尘器得到了广泛的应用。聚苯硫醚(PPS)纤维是一种耐高温合成材料,具有良好的耐温性、阻燃性,优秀的机械性能及化学稳定性等W,其非织造过滤材料在高温袋式除尘领域的应用较为广泛。滤料的过滤性能对除尘器的运行阻力以及粉尘排放浓度有着直接的影响,决定了滤袋的使用效果。聚四氟乙烯(PTFE)化学性能优异,是耐腐蚀性能最佳的材料之,PTFE可在260C长期使用,短时间耐300C高温,极限氧指数(LOI)为95%.因此,采用PTFE分散液对PPS滤料进行发泡涂层整理,是改善滤料性能的有效方式之一。

  本研究采用泡涂层法对PPS滤料进行表面处理,以PTFE树脂分散液为涂层剂主要原料,添加适量的发泡剂、增稠剂和助剂等进行发泡,并均匀地涂覆在PPS滤料表面,改善了滤料的表面性能,为发泡涂层滤料的研究提供一定的依据。

  1实验部分1.1材料与仪器PPS滤料(550g/m2),南京际化三五二一特种装备有限司;PTFE树脂分散液(含固量约60%),浙江传化股份有限公司;AC发泡剂,北京市津同乐泰化工产品有限公司;ZnO,国药集团化学试剂有限公司;粘合剂(聚丙烯类树脂,含固量为40%),浙江传化股份有限公司;水性环氧树脂(含固量为35%),上海绿嘉水性涂料有限公司;NaOH,国药集团化学试剂有限公司;渗透剂FC,国药集团化学试剂有限公司,去离子水,自制。

  电子天平(PL403型),梅特勒-托利多仪器上海有限公司;恒温磁力搅拌器(H97-A型),上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司;恒温水浴锅(HH-S14S型),金坛市大地自动化仪器厂;电热恒温鼓风干燥箱(DG9070B型),上海森信实验仪器有限公司;定型烘干机(P-AO型),中国合湾瑞比染色试机有限公司;扫描电子显微镜(SEM),日本HITACHI公司;滤料综合性能测试合(LZC-H型),苏州华仪仪器设备有限公司;毛细管流动空隙测量仪(CFP-1100八型),美国施多威尔有限公司;圆盘式织物耐磨仪(YG522N型),南通宏达实验仪器有限公司。

  12PPS非织造布的前处理将PPS非织造布浸渍在25g/LNaOH和5g/L渗透剂FC的混合溶液中,浴比为20:1,待水浴锅加热至100C左右,浸渍1h.然后用去离子水洗至中性、烘干备用。

  13PTFE发泡涂层液的制备13.1涂层液配方根据表1中所列配方,配置发泡溶液,为使各组分混合均匀,将溶液在磁力搅拌器上以500/mn的速度搅拌一定时间,搅拌均匀后,放置在恒温烘箱内进行发泡。

  表1涂层液配方PTFE分散液AC发泡剂粘合剂环氧树脂132涂层液配制的工艺流程涂层液配制的工艺流程:涂层液―磁力搅拌―发泡(温度160170C,发泡比控制在1:4)偶氮二甲酰胺(AC)是一种化学发泡剂,在一定的温度下发生分解反应产生气体,使高分子材料发。氧化锌(ZnO)在发泡体系中起着催化剂的作用,它不仅能够增加八C发泡剂的发气量、降低发泡剂的分解温度,而且具有防止积垢生成的作用。涂层后的滤料先在80C低温预烘,使水分均匀蒸发,防止表面成膜;然后再进行140C的高温焙烘,提高涂层膜的强度、手感等。这样不至于涂层表面烘干,内部含水过多,产生黏搭现象。

  4滤料的性能表征141涂层表面形貌观察对涂层前后的PPS滤料进行扫描电镜测试,观察其表面微观结构。

  1.42滤料的孔径测试将PPS滤料在毛细管流动空隙测量仪(CFP-1100八型,美国施多威尔有限公司)上进行孔径测试,得出最大孔径、最小孔径以及平均孔径数据和孔径分布等。

  143滤料的过滤效率采用滤料综合性能测试台(LZC-H型,苏州华仪仪器设备有限公司)进行过滤效率的测试,该测试台通过DEHS(葵二酸二异辛酯)气溶胶发生器进行过滤效率的评价,测试系统的粒径主要集中分布在030.5pm之间,5pm以上的粒子比较少,对测试结果有一定的误差影响。试样测5次,取平均值。

  测试原理:采用计数法测试过滤效率,记录过滤前后所含尘埃粒子数目,通过公式来计算过滤效率。捕捉到的粒子数与原来所含粒子数的百分比即为过滤效率,见+磨损前质量X100% 2结果与讨论PPS滤料扫描电镜图见。由可知,滤料经PTFE分散液发泡涂层处理后,在PPS滤料表面形成1层均匀致密的PTFE多孔发泡层,改善了滤料的表面性能,对PPS滤料的孔径、过滤效率以及耐磨性有一定的影响。

  PPS滤料扫描电镜图(放大100倍)2滤料的孔径测试不同PPS滤料的孔径见表2.由表2可知,经PTFE分散液发泡涂层处理后的PPS过滤材料的孔径大小相对于原样都有所减小,尤其是最小孔径下降很多。从中可以看到,涂层后滤料的孔径呈现正态分布,滤料的最多孔径主要集中在2025pm之间,孔径分布均匀,能有效的捕集高温烟气中的粒子,达到良好的过滤效率。

  表2不同PPS滤料的孔径PPS滤料最小孔径/pm最大孔径/pm未涂层处理的PPS滤料涂层处理的PPS滤料经PTFE分散液发泡涂层处理后的PPS滤料的孔径分布图见。从可知,涂层后滤料的孔径呈现正态分布,滤料的大部分孔径主要集中在2025pm之间,孔径分布均匀,能有效的捕集高温烟气中的粒子,达到良好的过滤效率。

  经PTFE分散液发泡涂层处理后的PPS滤料的孔径分布图多10.0粒径/lm I%/辕魃扫3滤料的过滤效率滤料的过滤效率见。由可知,经过发泡涂层后的PPS滤料对不同粒径大小的粒子的过滤效率总体上都有所改善。发泡涂层在滤料表面上形成一层均匀致密泡孔,使过滤材料的孔径在一定程度上有变小的趋势,从而有效阻止了粒子的通过,使过滤材料的过滤效率得到了一定程度的改善。

  经涂层处理的PPS滤料对粒径>0.3pm的过滤率达到23.6%,对粒径>10.On过滤率达到96.滤料的过滤效率4滤料的耐磨性不同PPS滤料的耐磨性测试数据见表3.由表3数据可以看出,经发泡涂层后的PPS滤料的耐磨性有明显的提高,这可能是因为PTFE的自润滑性,及PTFE表面能低,其涂层在聚苯硫醚过滤材料表面,能降低滤料的表面摩擦系数,增加耐磨次数,减少磨耗,从而增加PPS滤料的耐磨性。

  表3不同PPS滤料的耐磨性测试数据PPS滤料磨损前损失磨损失重率/质量/g次数/次①未涂层处理PPS滤料经涂层处理PPS滤料注:①在转速70/min条件下3结论采用泡涂层法,对PPS滤料表面进行PTFE发泡涂层处理,结果表明,PTFE整理液经发泡涂层后均匀附着在滤料表面,并在滤料表面形成1层均匀致密的泡孔,涂层后滤料的最小孔径从26.33pm缩小到1.26pm;耐磨性均有明显的改善,在转速70r/mm条件下,耐磨次数从616次增加到27941次,增加了滤料的使用寿命;滤料的过滤效率也有所提高,对粒径>10Opn过滤效率达到96. 3%,为高温滤料发泡涂层的应用推广提供了一定的依据。

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