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如何提高熔喷布的过滤效率?

 

来源:本文章来源于网络 | 时间:2020-05-23 12:19:34

作为医用面罩的核心材料,熔喷布的过滤效率直接影响到面罩的防护效果,影响熔喷布过滤性能的因素有很多,如纤维线密度、纤维网络结构、厚度和密度等。

然而,作为一种口罩空气过滤材料,如果材料太紧,毛孔太小,呼吸阻力太大,使用者不能顺利地在空气中呼吸,口罩就会失去其使用价值。

这就要求过滤材料不仅要提高过滤效率,而且要尽可能降低其呼吸阻力,而呼吸阻力和过滤效率是一对矛盾。静电站立电极处理工艺是解决呼吸阻力与过滤效率矛盾的最佳方法。

I.熔喷布的过滤机理

在熔融喷雾过滤材料的过滤机理中,主要有布朗扩散、截留、惯性碰撞、重力沉积和静电吸附五种过滤机理。由于前四种过滤原理是机械屏障,所以熔体喷雾布的过滤机理可以简单概括为机械势垒和静电吸附。

二.机械障碍

聚丙烯熔喷布的平均直径为2~5μm,空气中粒径大于5μm的液滴可被熔喷布堵塞。

当粉尘直径小于3μm时,由于纤维在熔喷布中的随机排列和层间的交叉排列,形成了多个弯曲通道的纤维过滤层。当颗粒通过各种弯曲通道或路径时,粉尘被机械过滤的范德华力吸附在纤维表面上。

当颗粒尺寸和速度较大时,气流接近滤料并绕着滤料流动,而粒子由于惯性作用直接与纤维发生碰撞。

当颗粒尺寸很小,流速很低时,粒子会被布朗运动击中,然后被捕获。

三、静电吸附

静电吸附是指带电纤维(驻极体)的库仑力对粒子的吸附。当灰尘、细菌、病毒等粒子通过过滤材料时,静电力不仅能有效地吸引带电粒子,而且还能通过静电感应效应捕获诱导极化的中性粒子。随着静电势的增大,静电吸附更强。

四.静电立电极技术的引进

由于普通熔喷非织造布的过滤效率小于70%,仅依靠纤维细度的三维集料的机械堵塞效应、熔融吹塑超细纤维的孔隙小和高孔隙率是不够的,因此熔融吹塑过滤材料可以通过静电驻极体工艺在熔喷布中添加静电电荷效应,并通过静电法提高过滤效率,使过滤效率达到99。9%至99。99%很薄的一层可以达到预期的标准,呼吸阻力仍然很小。

目前,静电立电极的主要方法有静电纺丝法、电晕放电法、摩擦起动法、热极化法、低能电子束轰击法等,其中电晕放电法是目前最好的静电立电极法。

电晕放电方法是通过静电发生器针电极(通常电压为5-10kV)的一组或多组电晕放电,使熔喷材料在退卷前充电。在高压作用下,针尖以下的空气产生电晕电离,导致局部击穿放电,在电场作用下,载流子沉积在喷雾布表面,载体的一部分深入到表面,被驻极体母料的陷阱俘获。因此,熔喷布成为驻极体过滤材料。

电晕放电驻极体处理工艺可以增加熔喷布表面的电荷,但为了保持静电储存的不衰减,熔体喷雾驻极体材料的组成和结构有利于电荷的保持,提高驻极体材料的电荷储存能力的途径是通过引入具有电荷储存性能的添加剂来产生电荷陷阱捕捉电荷。

因此,与普通喷雾生产线相比,需要在生产线上增加高压静电放电装置,并在生产原料聚丙烯(PP)中添加电气石颗粒等驻极体母料。

影响熔喷布立处理效果的主要因素

1.充电条件:充电时间、充电距离、充电电压;2、厚度;3、驻极体材料。

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