精选 | 全面解读10种耐高温纤维性能及其高温粉尘滤袋的开发

特种纤维过滤材料发展趋势及创新方向

特种纤维过滤材料已广泛应用于国民经济的诸多产业，特别是石油化工、医学、环保和国防等领域。这些材料呈现出多元化的发展趋势，最常用的是高性能纤维非织造布、中空纤维膜分离材料、活性炭纤维、离子交换纤维、金属螯合纤维等。最新的发展方向是多功能化、纳米化以及材质的多样化。

为了延长滤袋的寿命和适应未来更加严格的排放标准，今后的创新方向是复合使用两种不同品种的耐高温纤维以取长补短、发展超细纤维品种或异形截面纤维以提高布袋的过滤精度。国外还有对聚合物合成工艺进行改进以提高纤维的综合性能的，例如韩国和日本公司合作开发PPS的不含氯原料的新合成工艺，提高纤维的耐腐蚀性等。日本耐高温纤维的生产企业转型升级较快，细规格、异形截面、芯鞘型复合丝等差别化耐高温纤维作为生产重点，约70%的产品出口中国。

10种耐高温纤维性能及滤料开发要点

经过多年的自主研发，我国基本上已配齐高温粉尘滤袋所需的各种耐高温有机和无机纤维的品种，具体品种有聚苯硫醚（PPS）、聚酰亚胺（PI）、间位芳酰胺纤维（m-AR）、芳砜纶（PSA）、密胺、聚噁二唑（PODZ）、聚四氟乙烯（PTFE）、玄武岩（BA）及玻璃纤维（GF），只有酮酐类聚酰亚胺（P84）和芳族聚酰胺酰亚胺纤维尚空缺，但可由以上纤维所取代。

不同的耐高温纤维的耐热、耐化学性等性能有所差异，价格也不同，因此应用厂家要考虑适用于该厂高温排气的不同特点，选用个性化和性价比较高的滤袋产品。德国皮革和塑料片材研究所、Saxon纺织研究所和空气管理与致冷研究所曾共同研究过10种纤维的耐热性以及不同烟道气的各种酸碱物质对纤维强度的影响，如下表所示。

（1）耐热性

耐热试验是在180℃的烘箱中暴露500h，结果PET纤维发生热分解，GF-A纤维变脆，均不适合在该条件下长期使用。PAI纤维的强度下降至50%，但不分解。其他纤维的情况如下图所示。

在180 ℃干燥箱中放置后各种纤维的强度

（2）抗水解性

抗水解性是将纤维经湿热处理后对比其强度变化，结果PPS、m-AR、PSA和PTFE纤维强度无变化，PI和蓬松Pohri S玻纤在蒸汽消毒器中处理72h后，强度有明显丧失，因此只能有限度地应用于湿热环境下。PET、GF-A、GF-B和BA纤维都不耐水解，他们会熔化、降解或变脆，如下图所示。

各种纤维在蒸汽消毒器中处理72 h后的强度变化

（3）抗化学性

直接将纤维置入室温和70℃以下的浓酸碱溶液中，结果下图所示。

室温下各种化学品中在放置24 h后的纤维强度

在70 ℃下储存 8 h和16 h后的纤维强度

纤维在各化学品中储存24h、在室温湿态下储个月并在180℃干燥箱中放置24h后的强度变化如下图所示。

不同条件下放置后的纤维强度

纤维在实际烟道气条件下最长暴露60h后所得结果如下图所示。有些纤维不能分纤，无法测试；PET纤维10 h后便完全损坏，而PPS、PAI、MF和PTFE纤维的强度并无影响，PI、PSA、GF-A和BA纤维未觉察到有强度损失，而蓬松的Pohri S纤维的强度反而有所增加。

各种纤维在各种条件的烟道气中暴露后的强度