第三节　过滤与分离用纺织品的特殊性能要求

由于过滤材料发展的速度远远超前于过滤材料产品标准的制定速度，无论是金属滤材、植物纤维滤材还是非织造布滤材都没有具体范围内的标准。由于滤材没有严格意义上的标准，过滤技术的发展与科研工作就受到影响。如果有一套完整的标准，又有明文规定的测试方法，许多问题就可得以解决。

一、过滤材料性能指标

过滤材料有很多测试指标，可分为过滤性能指标、物理指标和化学指标，这三类测试指标相互作用，综合反映了过滤材料的优劣。分析这些指标，对过滤材料的研究开发和合理选用非常重要。

1.过滤材料过滤性能指标　反映过滤材料过滤性能的指标有过滤效率、透气性、容尘量、纤维迁移、孔径、压力损失（即过滤阻力）、初阻力等。过滤效率是指某个尺寸以上的颗粒物被过滤材料捕集的效率。过滤材料捕集的粉尘量与未经过滤材料进行过滤的空气中的粉尘量之比称为“过滤效率”。小于粒径的粒子主要做扩散运动，粒子越小，效率越高；大于粒径的粒子主要做惯性运动，粒子越大，效率越高。在粒径之间，过滤效率有一最低点，该粒径大小的粉尘最难过滤。

过滤阻力是测试过程中过滤材料进风口与出风口之间的压力差。纤维使气流绕行，产生微小阻力，无数纤维的阻力之和就是过滤材料的阻力。过滤材料的阻力随气流流速的增大而提高，通过增大过滤材料面积，可以降低穿过滤料的相对风速，从而减小过滤材料阻力。

容尘量并非过滤器报废时容纳大气粉尘的重量，与过滤器实际容纳粉尘的重量没有直接对应关系，它是过滤器在特定实验条件下容纳试验粉尘的重量，因此，孤立的容尘量数据对用户没有任何意义（图4-14和图4-15）。只有在实验条件和试验粉尘相同时，才能根据容尘量数据来估计过滤器的使用寿命。欧美一些标准中规定的试验终止条件是：阻力达到初阻力的2倍或更高时，且瞬时过滤效率低于最高效率的85%时。大多数过滤器的阻力只升不降，只有用蓬松的粗纤维材料制成的低效率过滤器可能出现第二种情况。透气性直接影响过滤材料的流量阻力。国际上测定一般以在一定压力差条件下，单位时间内通过试样单位面积的空气量表示。孔径指滤料中孔隙的大小，以“μm”表示。孔径测试方法在国际上是统一的，即将滤材浸泡在试验液中，在滤材一端施加微压气体，用气体以气泡形式从滤材另一端溢出时的压力值计算溢泡点的微孔尺寸。滤材在制成过滤器后，使用过程中遇到的最严重的问题是有介质脱落。介质脱落可造成过滤效率下降，容尘量减少，同时介质脱落迁移到空气中还会形成有害物质，进而造成空气污染。测定介质脱落的方法有计数法或称重法，也有纤维镜观测法。

2.过滤材料物理性能指标　滤材的基本物理性能指标有滤材厚度、密度、伸展性、刚性、拉伸强力、顶破强力、撕裂强力、耐磨性等。

3.过滤材料化学性能指标　过滤材料的化学性能指标有耐酸碱性、耐腐蚀性等。

4.滤材的特殊性能指标　这是由过滤工艺性能决定的，如化学稳定性、热稳定性、抗老化、耐日晒性，便于清洗及卸下滤渣，并具有一定的耐洗能力，具有一定的寿命，有的还需具有如阻燃性能、抗细菌性能、抗静电性能等特殊的安全性能。

图4-14　袋式除尘器清灰装置示意图

图4-15　除尘器外机和滤袋

二、过滤纺织品的性能改进

过滤纺织品性能在细节上的改进，可以大大提高其应用性能与性价比。水刺涤纶非织造布的应用中，由于其孔径及均匀度的优势，在重量减轻1/3的情况下，其PM2.5的过滤能力可以比普通涤纶滤布提高30%以上。

同时，由于其极好的表面负荷能力，该水刺涤纶滤布的使用寿命是普通涤纶滤布的2～3倍，从而大大降低了滤材替换的材料成本及操作费用。更进一步，滤布使用寿命的提高也可以大幅减少滤布废弃物产生的环境压力及处理成本。纺织企业细节上的改进和完善，可以使产品性能得到大幅度的提升，从而提高了产品的附加值及市场竞争力。此外，过滤与分离纺织品还集中于纺织材料复合、膜复合、膜结构、正负离子层复合等方面。

高性能过滤纺织品的生产也依赖于纺织机械技术的提升。欧洲和美国的纺织机械企业在过滤纺织品如滤袋、过滤毡、过滤带的生产以及过滤布加工工艺如褶裥加工已经进行了大量研究并取得了不少突破，为过滤纺织品生产企业提供了多种高性能、高质量、柔性、高性价比的生产解决方案。