聚苯硫醚(PPS)紡粘水刺濾料的性能及應(yīng)用

聚苯硫醚〔PPS〕紡粘水刺濾料的性能及應(yīng)用佛山市斯樂(lè)普特種材料1內(nèi)容提要引言生產(chǎn)工藝性能指標(biāo)使用優(yōu)勢(shì)應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品榮譽(yù)公司介紹2一、引言聚苯硫醚〔Polyphenylenesulfide〕簡(jiǎn)稱PPS，是一種新型的高性能熱塑性樹(shù)脂。它是以苯環(huán)在對(duì)位上連接硫原子而形成大分子主鏈的線性、結(jié)晶聚合物，熔點(diǎn)285℃，分解溫度﹥400℃，阻燃性可到達(dá)UL94-0級(jí)，具有耐高溫、耐酸堿、耐腐蝕、阻燃性能好等特點(diǎn)。3聚苯硫醚纖維具有強(qiáng)度的完整保持性和內(nèi)在的耐化學(xué)性，可以在惡劣的環(huán)境中保持良好的過(guò)濾性能，并能到達(dá)理想的使用壽命。在燃煤鍋爐〔火力發(fā)電、取暖〕、垃圾燃燒、電廠粉煤灰的集塵處理等脈沖清灰式除塵器中，PPS濾料是理想的過(guò)濾材料。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速開(kāi)展，特別是近年來(lái)人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)烈，國(guó)家對(duì)工業(yè)粉塵排放的標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越嚴(yán)格，2003年修訂了火電廠燃煤鍋爐的煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)，將粉塵排放濃度提高為≤50mg/Nm3，近期沿海經(jīng)濟(jì)興旺地區(qū)的一些城市已將排放標(biāo)準(zhǔn)提高到≤30mg/Nm3或≤20mg/Nm3，甚至≤10mg/Nm3。此外，國(guó)家環(huán)保表示，2021年P(guān)M2.5將正式納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并向全社會(huì)公布。由此可見(jiàn)，國(guó)家對(duì)空氣的監(jiān)測(cè)及治理力度將不斷加大。作為燃煤鍋爐煙氣除塵的首選濾材，聚苯硫醚濾料的需求將會(huì)有一個(gè)巨大的增長(zhǎng)。4二、聚苯硫醚新型濾料的生產(chǎn)工藝

1、傳統(tǒng)的聚苯硫醚濾料生產(chǎn)工藝目前市場(chǎng)上的聚苯硫醚濾料全部采用短纖針刺氈的方法進(jìn)行生產(chǎn)。其工藝流程如下：短纖的生產(chǎn)工藝：聚苯硫醚切片----預(yù)結(jié)晶----枯燥----熔體紡絲----卷繞集束----平衡----牽伸----熱定型----絲束切斷----打包針刺無(wú)紡布的生產(chǎn)工藝：短纖開(kāi)松----上下鋪網(wǎng)(中間層為基布〕----針刺加固---熱定型----后整理---卷繞成布52、傳統(tǒng)聚苯硫醚濾料特點(diǎn)工藝流程長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)本錢(qián)高。需要在兩層短纖中增加一層機(jī)織布作為增強(qiáng)材料，影響透氣度。針刺對(duì)纖維及基布損傷大，過(guò)濾層有針眼，影響過(guò)濾精度。平均孔徑較大,孔徑分布較大。63、聚苯硫醚紡粘水刺濾料生產(chǎn)工藝切片預(yù)結(jié)晶---枯燥---熔融擠壓---熔體過(guò)濾---紡絲---緩冷---側(cè)吹風(fēng)冷卻---氣流牽伸---擺絲成網(wǎng)---預(yù)針刺---水刺---熱定型---后整理----卷繞74、工程創(chuàng)新首次對(duì)PPS采用紡粘技術(shù)生產(chǎn)非織造過(guò)濾材料，簡(jiǎn)化了工藝流程，提高了產(chǎn)品性能。對(duì)PPS成功進(jìn)行了管式氣流牽伸、高速紡絲。雙箱體4S，每排絲纖度不同從而形成梯度過(guò)濾結(jié)構(gòu)。4S及牽伸管錯(cuò)位排列使布面更均勻。〔已授權(quán)專利ZL202110102660.2聚苯硫醚紡粘針刺無(wú)紡布的制備方法；ZL202120241906.4聚苯硫醚長(zhǎng)絲的生產(chǎn)設(shè)備；ZL202120350317.X紡粘非織造布熱定型裝置；ZL202120011529.8新型紡絲箱結(jié)構(gòu)；ZL202120011528.3管式氣流牽伸器；ZL202120012058.2鋪網(wǎng)機(jī)〕采用了紡粘針刺+水刺的復(fù)合工藝技術(shù)進(jìn)行PPS過(guò)濾材料工業(yè)化生產(chǎn)，這兩者結(jié)合的工藝技術(shù)屬于集成創(chuàng)新技術(shù)，預(yù)針刺+水刺對(duì)纖維的損傷小，纖網(wǎng)纏結(jié)度高，產(chǎn)品機(jī)械性能優(yōu)異?！惨咽跈?quán)專利：ZL202110102660.2聚苯硫醚紡粘針刺無(wú)紡布的制備方法〕85、聚苯硫醚紡粘水刺濾料特點(diǎn)工藝流程短、生產(chǎn)效率高，節(jié)省勞動(dòng)力，生產(chǎn)本錢(qián)低。100%連續(xù)性長(zhǎng)絲組成，毋須增加機(jī)織布作為增強(qiáng)骨架，纖維不易脫落，濾料耐磨性極佳。水刺工藝最低限度減少對(duì)纖維的損傷，纖維纏結(jié)好，布面外觀平整，產(chǎn)品力學(xué)性能優(yōu)異，過(guò)濾精度高。采用4S紡絲技術(shù)，濾料由4層纖網(wǎng)，每層纖網(wǎng)的纖度均可獨(dú)立調(diào)節(jié)，不同粗細(xì)的纖維形成梯度過(guò)濾，過(guò)濾精度高，透氣度好，使產(chǎn)品兼顧了過(guò)濾精度和使用壽命的兩種矛盾的需求。產(chǎn)品孔徑分布集中，平均孔徑小。在同等使用場(chǎng)合，可以采用較低克重。9

針刺工藝和水刺工藝的區(qū)別示意圖梯度過(guò)濾示意圖10三、PPS紡粘水刺濾料的性能指標(biāo)1、力學(xué)性能112、靜態(tài)過(guò)濾性能樣品克重(g/m2)透氣度(m3/m2.min)PPS紡粘4506～8PPS短纖55018±1PSS短纖覆膜5502～512單絲纖度對(duì)透氣度及過(guò)濾精度的影響133、動(dòng)態(tài)過(guò)濾性能檢測(cè)項(xiàng)目單位測(cè)試值測(cè)試方法備注初始阻力Pa68.9GB/T-6719-2009HJ/T324-2006未熱定型前的潔凈濾料殘余阻力Pa136實(shí)驗(yàn)最終階段除塵效率%99.996實(shí)驗(yàn)最終階段粉塵剝離率%92.8實(shí)驗(yàn)最終階段除塵周期26分22秒第一個(gè)周期除塵周期16分10秒最后一個(gè)周期144、耐磨性能對(duì)PPS紡粘水刺進(jìn)行馬丁代爾耐磨試驗(yàn)，其耐磨次數(shù)平均約2000次，大于短纖的1200次。155、外觀性能短纖產(chǎn)品紡粘產(chǎn)品161、PPS新型紡粘水刺濾料的孔徑分布較小，其過(guò)濾機(jī)理接近于覆膜濾料的表層過(guò)濾機(jī)理。使用前不需要預(yù)涂灰，運(yùn)行后馬上能到達(dá)設(shè)計(jì)排放要求。2、設(shè)備投資低、有效提高競(jìng)爭(zhēng)力濾料克重低〔PPS紡粘水刺濾料設(shè)計(jì)克重450g/m2〕，濾袋投入本錢(qián)低。濾料外表平整度高，過(guò)濾精度高，有效減少濾料后加工工序〔如燒毛、軋光、PTFE覆膜等〕，降低濾袋后加工本錢(qián)。濾料低阻高效，可適當(dāng)降低設(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)。四、使用優(yōu)勢(shì)173、運(yùn)行本錢(qián)低，有利于企業(yè)節(jié)能降耗結(jié)合PPS紡粘水刺濾料的性能特點(diǎn)，在使用過(guò)程中，可對(duì)運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)整。適當(dāng)降低清灰噴吹壓力〔≤2.5bar〕，延長(zhǎng)噴吹周期，減少噴吹壓縮用氣量，有利于降低運(yùn)營(yíng)本錢(qián)。同時(shí)可延長(zhǎng)濾袋使用壽命。適當(dāng)降低抽吸風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速〔實(shí)際運(yùn)行頻率至少可降低10%〕，有利于運(yùn)營(yíng)本錢(qián)的下降。可有效延長(zhǎng)濾袋使用壽命，有利于運(yùn)營(yíng)本錢(qián)的下降。PPS紡粘水刺濾料與短纖濾料在結(jié)構(gòu)組成有質(zhì)的區(qū)別，短纖濾料在使用中強(qiáng)力衰減速度很快，在脈沖空氣的沖擊下容易損壞，而新型濾料是統(tǒng)一的長(zhǎng)絲結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)力衰減速度很慢。同時(shí)，由于在新型濾料設(shè)計(jì)加工中預(yù)留了局部熱收縮，在實(shí)際使用過(guò)程中纖維會(huì)進(jìn)一步結(jié)晶收縮，使得產(chǎn)品的強(qiáng)力在使用的初始階段呈增加趨勢(shì)，據(jù)我司實(shí)測(cè)，在某客戶燃煤電廠實(shí)際工況中使用6個(gè)月后的濾袋抽出后進(jìn)行檢測(cè)，縱、橫向強(qiáng)力同初始濾料指標(biāo)相比約增加了20%。18五、應(yīng)用領(lǐng)域1、高溫氣體過(guò)濾〔火力發(fā)電、燃煤鍋爐、垃圾燃燒、冶金、水泥等行業(yè)的煙氣除塵〕192、化學(xué)品液體過(guò)濾〔如化工、醫(yī)療、飲料等行業(yè)〕20六、產(chǎn)品榮譽(yù)2122七、企業(yè)簡(jiǎn)介佛山市斯樂(lè)普