玄武巖纖維復(fù)合過(guò)濾材料水刺工藝及性能研究.pdf

1、玄武巖纖維近幾年來(lái)備受關(guān)注，我國(guó)將玄武巖纖維與碳纖維、芳綸、超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯纖維一起列為鼓勵(lì)發(fā)展的四大高性能纖維。玄武巖纖維的綜合性能非常優(yōu)異，特別適合用作過(guò)濾材料，它優(yōu)異的耐高溫性能、化學(xué)穩(wěn)定性能以及抗靜電性能等均在過(guò)濾材料領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。本課題在此基礎(chǔ)上，探討采用水刺工藝取代原有的針刺工藝加固玄武巖纖維過(guò)濾材料的可行性及最終產(chǎn)品的性能。
　　 本課題主要是開(kāi)發(fā)一種新型的耐高溫玄武巖纖維復(fù)合過(guò)濾材料，主要在以下幾方面

2、進(jìn)行了研究:第一，研究了玄武巖纖維的特性，對(duì)其強(qiáng)力伸長(zhǎng)、密度、線密度、耐高溫性能以及結(jié)構(gòu)和截面形狀進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)試分析;第二，通過(guò)大量探索性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)純100％的玄武巖纖維不能形成連續(xù)的網(wǎng)，須與其它耐高溫纖維混合，本課題最終選擇芳綸1313與玄武巖纖維相混合，并且確定了與其混紡比為50/50時(shí)，成網(wǎng)效果比較好，成網(wǎng)方式通過(guò)梳理成網(wǎng)和氣流成網(wǎng)兩種方式的比較，發(fā)現(xiàn)氣流成網(wǎng)效果優(yōu)于梳理成網(wǎng)，并通過(guò)氣流成網(wǎng)獲得了三種不同面密度的纖網(wǎng);第三，重點(diǎn)研

3、究了水刺壓強(qiáng)、水刺道數(shù)、輸網(wǎng)簾速度這三個(gè)參數(shù)的改變對(duì)其產(chǎn)品最終性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明:①隨著輸網(wǎng)簾速度的減小、水刺道數(shù)和水刺壓強(qiáng)的增加，纖網(wǎng)的厚度是逐漸降低的。但當(dāng)水壓超過(guò)200bar時(shí)，因纖網(wǎng)表面滯留水的存在，產(chǎn)生了褶皺效應(yīng)，從而導(dǎo)致纖網(wǎng)厚度有所增大。②隨著水刺壓強(qiáng)的增加，三種不同面密度樣品的縱橫向斷裂強(qiáng)力都呈先增加后減小的趨勢(shì)，而且面密度越大，樣品的斷裂強(qiáng)力越高，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)面密度越低的樣品，在水刺壓強(qiáng)過(guò)高時(shí)，縱橫向強(qiáng)力下降的更快。

4、水刺道數(shù)小于等于4道時(shí)纖網(wǎng)內(nèi)部纖維纏結(jié)較好，玄武巖纖維受損程度小，對(duì)纖網(wǎng)強(qiáng)力的提高可能比較有利。③隨著水刺壓強(qiáng)的增大，纖網(wǎng)內(nèi)纖維的堆積越緊密，從而使纖網(wǎng)的透氣性與孔隙率降低、孔徑變小、纖維對(duì)微小塵粒的過(guò)濾效率越高。但當(dāng)水壓過(guò)大時(shí)，纖維發(fā)生斷裂及一定程度的解纏現(xiàn)象，導(dǎo)致透氣率增大、出現(xiàn)較大空隙。④在對(duì)其進(jìn)行水刺道數(shù)和輸網(wǎng)簾速度參數(shù)調(diào)整時(shí)，出現(xiàn)了與常規(guī)材料不太一致的變化趨勢(shì)，這主要由于玄武巖纖維比重大、無(wú)卷曲、脆性等特點(diǎn)而導(dǎo)致的。針對(duì)本課題

5、玄武巖纖維材料的獨(dú)特性，我們可得出水刺工藝加固玄武巖纖維復(fù)合過(guò)濾材料時(shí)水刺道數(shù)的設(shè)置應(yīng)偏小，輸網(wǎng)簾速度的設(shè)置應(yīng)相對(duì)偏大。第四，研究了水刺加固原理以及纖網(wǎng)中纖維與纖維，纖維與基布之間的纏結(jié)機(jī)理，同時(shí)對(duì)其水刺加固高面密度纖網(wǎng)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。第五，以水刺壓強(qiáng)、輸網(wǎng)簾速度、水刺道數(shù)為影響因子設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，以斷裂強(qiáng)力、平均孔徑、透氣率、過(guò)濾效率為參考指標(biāo)，做極差分析優(yōu)化水刺工藝。本課題所開(kāi)發(fā)過(guò)濾材料的最佳工藝參數(shù)組合是:水刺壓強(qiáng)100bar，輸