浅谈玻璃纤维针刺毡的特点及用途
时间：2020-12-29 12:01:44 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：玻璃纤维针刺毡结构合理、性能优良，是一种新型高温过滤材料，经过高温以及腐蚀介质的长期考验，能够有效地治理粉尘污染，回收有价值微细颗粒的产品。
关键字：玻璃纤维针刺毡；特点；用途
玻璃纤维是一种性能优良的无机非金属材料(英文原名为：glassfiber或fiberglass)。由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等组成。它本身是由玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺，最后形成各种产品，玻璃纤维单丝的直径从几个微米到二十几个微米不等，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成，通常作为复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料、电路基板等，广泛应用于国民经济各个领域。
玻璃纤维经针刺梳理后的短切玻纤毡，使毡层玻纤之间、毡层玻纤与增强玻纤基布之间纤维利用机械方法达到缠结效果，纤网得以加固最终制成一种毡状非织造布过滤材料，称为玻璃纤维针刺毡滤材。玻璃纤维针刺毡结构合理、性能优良，是一种新型高温过滤材料。玻纤针刺毡滤材目前是玻纤滤料中档次最高、性能最好的滤料，它既具有玻纤织物耐高温、耐腐蚀、尺寸稳定、伸长收缩率极小、强度高的优点，又由于毡层纤维呈单纤维三维微孔结构、细孔孔径小、空隙率高(可达80％)，其过滤是集筛滤、阻挡、惯性特别是扩散等作用，所以其过滤速度相对于其它织物滤料可提高1-2倍。并且玻纤针刺毡滤材对气体过滤阻力小，是一种相对较高速、高效的高温过滤材料。与其它同等耐高温化纤毡相比，其具有价格较低、可耐温度更高等特殊优点。
玻纤短切原丝经过梳理成毡后在用针刺法固定于玻纤基布上，为更好的加强毡层与基布的结合牢度、保护毡层与基布免受磨损和腐蚀，要提高毡层表面的粉层剥离性，还必须经过化学处理，从而制成坚牢、耐用的玻纤针刺毡滤材。然而各种滤料都有一定特点与不足之处，耐曲挠和耐磨性能比较好的天然纤维(如棉、麻、丝、毛纤维)和合成纤维(如尼龙、丙纶、涤纶、Nomex……)，它们的耐温性能较差，在使用这些滤料的同时必须严格控制其使用温度，超温使用滤袋很快会收缩、甚至烧坏，影响其使用寿命。但是玻璃纤维滤料无论是连续玻璃纤维滤布、膨体纱滤布还是针刺毡滤料，圆柱形表面光滑的棒状是它们的特性，因此它们的耐曲挠性能和耐磨性能相对于天然纤维和合成纤维较差，但是硅氧键组成的四面体，其分子结构键能高，因此耐温性好。
玻璃纤维针刺毡滤材除尘效率最高可达99.9％，超过织物滤料。该过滤滤材适于碳黑化工、钢铁、冶金、燃煤锅炉、耐火材料以及水泥等工业，尤其是脉冲清灰及高速反吹的袋滤器中的需求量最大。突破了以往玻纤滤料无法在高速脉冲袋滤器中使用的禁区，高温烟气除尘的袋滤器向小型化发展的问题得以解决，从理论和实践上解决了以往过滤微小颗粒粉尘的技术难题，成为气体，特别是高温气体中粉尘过滤及原料收集的更新换代产品。经高温及腐蚀介质的长期考验证明，其能够更有效地治理粉尘污染，回收更多有价值的微细颗粒产品。
玻璃纤维针刺毡具有良好的吸音、减震、耐腐蚀、绝缘、耐高温、阻燃的性能。另外，玻璃纤维针刺棉具有无数个细小气体，且纤维呈现不规则排列，为极佳隔热材料，热传导系数在0.2-0.040kcal/ mhr°C之间；玻璃纤维的主要成分为硅化物估50％以上)，具有不燃性、无变形、无脆化，耐高温达7000C；当音波侵入玻璃纤维棉时，期能量会因与纤维及大小不同气穴的摩擦，而被大量吸入。一般而言，吸音率皆高达90％以上，是防止杂音干扰的良才；玻璃纤维能耐高温，机械性良好，且化学安定性高，是最佳的绝缘材料；玻璃纤维不怕强酸、强碱，长时间不会减低其功能特性；玻璃纤维内含无数固定气穴，复原性极好，不怕任何冲击震动，抗拉强度均1.0kg以上；与其他隔热材比较，玻璃纤维针刺毡的质量最轻、最柔，若安装在机械上，可减轻其重量与震动的负荷。玻璃纤维针刺毡主要是作为制造热塑性片状模塑料AZDEL和聚丙烯片材(GMT)的增强基材。
我国玻纤针刺毡滤料的发展为炭黑工业起了很大的促进作用，在玻纤复合针刺毡问世之前，纯玻璃纤维针刺毡滤材相对使用广泛，如炭黑、化工、钢铁、冶金、燃煤锅炉、耐火材料等行业的脉冲除尘器中。但是在炭黑生产过程中，最细的产品只能靠袋滤器来收集，连续高温过滤。袋滤器在这里不仅是环保设备最重要的它还是生产设备，因此炭黑工业对滤料的过滤性能和使用寿命非常重视。在袋滤器使用过程中，曾出现过袋滤器着火甚至爆炸，炭黑工业所排出的尾气中含有大量的CO、H2、CH4等可燃气体，如果操作不当，大量的氧气进入到袋滤器中极易发生火灾或爆炸。当袋滤器中有隐燃的颗粒时，随着温度的升高也容易发生火灾或爆炸。在使用过程中不但要从系统的操作还要从工艺条件考虑袋滤器的控制，以求达到安全生产。因此，充分利用各种材料的特点，开发出一种既耐高温、过滤风速又高、使用寿命又长、价格更低的复合滤料是一个必然的趋势。
当过滤烟尘的温度低于200℃以下时，首选美塔斯(Nomex)针刺过滤毡。因为美塔斯针刺过滤毡滤材耐温稳定性好，阻燃、效率高、耐疲劳、耐磨性好。由于其独特的结构，使其孔隙率高，孔隙分布均匀，材质均匀致密，具有较好的透气性和较高的过滤效率。粉尘排放浓度仅为10-30mg/m3。除尘设备简单，投资少，操作方便，减少维修工序。使生产管理更加容易，减少事故发生。但是，高炉煤气温度较高，加上其他一些人为因素，常有美塔斯(Nomex)针刺过滤毡承受不以高温而损坏，加上美塔斯(Nomex)针刺滤袋价格偏高，而给使用厂带来较大的经济损失。这时使用玻璃纤维与P84纤维复合针刺毡滤袋就可以免除因高温而产生的损失。玻璃纤维与P84复合针刺毡滤袋除了有以上的优点外，最大的优点，就是常用温度为260-280℃，瞬间最高温度可达300℃以上。
当过滤烟尘的温度在260℃，过滤风速小于0.8m/min时，应首选纯玻璃纤维针刺毡滤袋。因为除陶瓷纤维和金属纤维之外，玻璃纤维是耐温最高的纤维，正常使用温度为260-280℃，最高瞬间温度可达350℃。玻璃纤维针刺毡以100％的玻璃纤维为原料，梳理针刺成毡，分布均匀，具有较好的透气性和较高的过滤效率。特别对细微粉尘有较高的除尘效率，可达99.9％以上。粉尘排放浓度仅为10-30mg/m3。玻纤针刺毡耐酸碱、耐腐蚀、化学稳定性好。玻纤针刺毡安装方便，除尘设备简单，投资少，操作方便，减少维修工序，生产管理容易。但是当过滤风速大于0.8m/min时，使用寿命将会缩短。这时使用玻璃纤维与P84纤维复合针刺毡滤袋，就可使过滤风速提高到0.8-1.2m/min，并延长使用寿命。
纯P84纤维针刺毡滤袋综合了以上两种滤袋的优点，即耐温高，正常使用温度可达260℃，过滤风速大，一般过滤风速可达1.5m/min以上。使用寿命长，除尘效率高，耐酸碱、耐腐蚀、化学稳定性好。但是P84纤维国内还不能生产，需要从国外进口，每公斤价格为四百多元，是玻璃纤维价格的二十多倍。因此国内使用单位还无法承受这么高的价格。玻璃纤维与P84纤维复合针刺毡滤袋与纯P84纤维滤袋有相近的性能，价格只比纯玻璃纤维针刺毡滤袋提高了百分之十几，因此玻璃纤维与P84纤维复合针刺毡滤袋是目前市场上耐温最高，使用性能最好，而价格较便宜的理想的高温过滤材料。
