[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN114534373B - 纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋及其制备方法 - Google Patents

纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114534373B
CN114534373B CN202210172680.XA CN202210172680A CN114534373B CN 114534373 B CN114534373 B CN 114534373B CN 202210172680 A CN202210172680 A CN 202210172680A CN 114534373 B CN114534373 B CN 114534373B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polytetrafluoroethylene
nano sio
hollow fiber
modified
filter bag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210172680.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114534373A (zh
Inventor
郭兆鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Junfeng Cloth Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Junfeng Cloth Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Junfeng Cloth Co ltd filed Critical Jiangsu Junfeng Cloth Co ltd
Priority to CN202210172680.XA priority Critical patent/CN114534373B/zh
Publication of CN114534373A publication Critical patent/CN114534373A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114534373B publication Critical patent/CN114534373B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0001—Making filtering elements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/07—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for making fire- or flame-proof filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/08—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for forming hollow filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/48—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polymers of halogenated hydrocarbons
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
    • D06M10/04—Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
    • D06M10/08—Organic compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/32—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/36—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/48—Oxides or hydroxides of chromium, molybdenum or tungsten; Chromates; Dichromates; Molybdates; Tungstates
    • D06M11/485—Oxides or hydroxides of manganese; Manganates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0407—Additives and treatments of the filtering material comprising particulate additives, e.g. adsorbents
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/18—Synthetic fibres consisting of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/22—Polymers or copolymers of halogenated mono-olefins
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y02A50/2351—Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

本发明涉及纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋及其制备方法，属于滤袋制备技术领域，由以下步骤制成：第一步、在基布的两侧铺设纤维网，经过针刺工艺将纤维网复合在基布上，得到吸附层；第二步、将改性聚四氟乙烯中空纤维采用纱罗组织编织成中空纤维膜，对中空纤维膜进行电晕充电驻极，将吸附层和电晕充电驻极的中空纤维膜依次层叠后进行热压复合，得到滤材；第三步、将滤材进行烧毛、轧光、热定型和拒水防油处理中的一种或多种，最后进行裁剪、缝制，得到纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋；本发明制备的粉尘滤袋对二氧化硫过滤效率、氮氧化物过滤效率、二噁英过滤效率、PM2.5过滤效率均大于99％，并且具有较长的使用寿命。

Description

纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋及其制备方法
技术领域
本发明属于滤袋制备技术领域，具体地，涉及纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋及其制备方法。
背景技术
工业烟尘温度高、波动大(50～250℃)且含大量微细尘粒、氮氧化物、硫化物以及微量重金属等有害物质；此外，部分烟尘含湿量高而加剧烟尘的腐蚀性，因此，排放前需对其进行有效净化。由于烟尘过滤环境复杂，滤料需具备耐腐蚀、耐高温、耐氧化、耐水解等性能。目前，工业滤料用纤维性能存在显著差异，聚四氟乙烯纤维具有强度高、化学稳定性好和耐腐蚀性能优异的特性，但是其表面有蜡感，摩擦系数较小，耐磨性差，在除尘滤袋中对粉尘的截留过滤性能有限。而驻极处理使得过滤材料纤维带有电荷，其过滤机理不仅包括除原有的普通拦截作用外，还包含静电吸附作用，使得在不增加通气阻力的情况下，过滤材料的过滤效率得到显著增强，中国专利CN107158795A公开了一种具有纳米吸附层的除尘滤料，属于高温烟气除尘技术领域，除尘滤料是通过采用无机纳米分散和乳液复合制得纳米电气石杂化乳液，该发明滤料虽具有驻极性能，但是其纳米电气石杂化乳液是通过浸渍手段实现负载的，这种负载方式不够牢固，容易开裂脱落，进而使除尘滤料失去静电吸附作用，并且脱落的残渣会堵塞除尘滤料的空隙，降低滤袋的过滤效率。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋，包括基布层、纤维网层和中空纤维膜层，纤维网层分别设置在基布层的两侧，通过针刺工艺将纤维网复合在基布的两侧，由此形成三明治结构得到吸附层，中空纤维膜层通过热压复合于吸附层的一侧得到滤材，其中纤维网层为迎尘层；
该纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋由以下步骤制成：
第一步、在基布的两侧铺设纤维网，纤维网厚度为0.5-1.2mm，然后经过针刺工艺将纤维网复合在基布上，得到吸附层；
第二步、将改性聚四氟乙烯中空纤维采用纱罗组织编织成中空纤维膜，然后对中空纤维膜进行电晕充电驻极，将吸附层和电晕充电驻极的中空纤维膜依次层叠后进行热压复合，热压辊的转速为5-10m/min，热压温度为300-320℃，得到滤材；
第三步、将滤材进行烧毛、轧光、热定型和拒水防油处理中的一种或多种，最后进行裁剪、缝制，得到纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋。
进一步地，基布为涤纶针刺毡，纤维网由PPS纤维和光触媒纤维按照经纬纱工艺制备得到，PPS纤维和光触媒纤维质量比1：3。
进一步地，中空纤维膜电晕充电驻极条件为：加压电压为10KV，加压时间为5-15min，电晕充电的针电极与中空纤维膜的距离为5-10cm。
进一步地，改性聚四氟乙烯中空纤维由以下步骤制成：
步骤A1、将聚四氟乙烯中空纤维用60Co源γ射线在空气中辐照50kGy，然后置于圆底烧瓶中，加入丙烯酸、无水乙醇、蒸馏水、阻聚剂和浓硫酸，超声振荡3min，通入氮气20min后密封，水浴加热至60℃，搅拌反应3-4h，反应结束后，过滤，滤饼在索氏提取器中用水抽提20h，抽提产物置于60℃下干燥至恒重，得到羧基化聚四氟乙烯中空纤维；
其中，聚四氟乙烯中空纤维、丙烯酸、无水乙醇、蒸馏水、阻聚剂和浓硫酸的用量比为10g：2-3g：60mL：40mL：0.7-0.8g：1.3-1.8mL，阻聚剂为六水合硫酸盐亚铁铵，浓硫酸的质量分数为95％，利用γ射线对聚四氟乙烯中空纤维进行辐照，使其产生陷落自由基和过氧化物，加热激活陷落自由基和过氧化物引发丙烯酸的接枝反应，得到羧基化聚四氟乙烯中空纤维；
步骤A2、将乙酸锰和羧基化聚四氟乙烯中空纤维加入去离子水中，搅拌混合6h，然后加入高锰酸钾溶液，继续搅拌反应6h，过滤，滤饼用去离子水洗涤3-5次，最后在100℃下干燥12h，得到改性聚四氟乙烯中空纤维；
其中，乙酸锰、羧基化聚四氟乙烯中空纤维、去离子水、高锰酸钾溶液的用量比为0.03mol：80-90g：1L：50mL，高锰酸钾溶液由高锰酸钾和去离子水按照0.02mol：50mL混合而成，以羧基化聚四氟乙烯中空纤维表面富含的羧基为活性吸附位点，高锰酸钾和乙酸锰为锰源，采用低温液相法制备了负载有MnO2的中空纤维。
进一步地，聚四氟乙烯中空纤维由以下步骤制成：
步骤B1、将聚四氟乙烯分散树脂、改性纳米SiO2、蒙脱土和溶剂按照质量比为70-80：2.1-4.8：1.4-2.1：20-30混合均匀，于温度40-60℃下密封陈化12-24h，得到混合料；
步骤B2、将混合料倒入带有芯棒的圆柱形压坯机内，温度40-50℃下压制成中空柱形坯体，然后将中空柱形坯体置于挤压缸内，通过柱塞推挤形成初生聚四氟乙烯中空纤维，柱塞推挤温度为50-55℃；
步骤B3、将初生聚四氟乙烯中空纤维置于220-260℃下脱溶剂20-30min，经过拉伸，得到外径为0.5-4.0mm的聚四氟乙烯中空纤维。
进一步地，溶剂为DMF、无水乙醇和丙酮中的一种或多种按照任意比例混合而成。
本发明通过加入改性纳米SiO2、蒙脱土提高聚四氟乙烯纤维的耐磨、阻燃、介电性能，其中二氧化硅是良好的无机驻极体材料，能够长期存储空间电荷和偶极矩电荷，使用其制备的纤维材料能够稳定长期地保持静电荷，而蒙脱土片层以纳米量级均匀分散在聚四氟乙烯树脂中，一方面以势垒的形式对载流子产生散射作用，另一方面由于其较高的表面能，对改性聚四氟乙烯中空纤维中的载流子具有陷阱作用，使载流子在跃迁过程中被界面陷阱所捕获，自由行程和迁移率都随温度的增加而降低，使改性聚四氟乙烯中空纤维的介电性能更优异，能够提高改性聚四氟乙烯中空纤维的驻极性能。
进一步地，改性纳米SiO2由以下步骤制成：
步骤C1、将纳米二氧化硅和KH-550置于甲苯中，90℃下搅拌反应24h，反应结束后，过滤，滤饼用丙酮洗涤3次，最后于70℃下干燥48h，得到氨基化纳米SiO2，纳米二氧化硅、KH-550和甲苯的用量比为10g：4.8-5.1g：30mL；
步骤C2、将氨基化纳米SiO2置于甲苯中，氮气保护下，先滴加邻羟基苯甲醛，后滴加DOPO甲苯溶液，滴加速度均为1滴/秒，滴加结束后，90℃下搅拌反应24h，过滤，滤饼先后用丙酮、乙醚洗涤3-5次，最后70℃下干燥，得到改性纳米SiO2；
其中，氨基化纳米SiO2、甲苯、邻羟基苯甲醛和DOPO甲苯溶液的用量比为2g：200-250mL：3.1g：100mL，DOPO甲苯溶液由DOPO和甲苯按照5.45g：100mL混合而成，利用氨基化纳米SiO2与邻羟基苯甲醛发生醛胺缩合反应，再与DOPO发生加成反应，得到改性纳米SiO2。
本发明的有益效果：
1.本发明制备的粉尘滤袋对二氧化硫过滤效率、氮氧化物过滤效率、二噁英过滤效率、PM2.5过滤效率均大于99％，并且具有较长的使用寿命。
2.本发明通过PPS纤维和光触媒纤维制备纤维网，利用光触媒纤维的强烈催化降解功能初步降解粉尘中有毒有害气体和拦截大颗粒物质，然后利用电晕充电驻极的中空纤维膜作为加强层，对粉尘中的NOx有效去除以及对细小颗粒深层拦截，因此，本发明制备的滤袋除了具有机械拦截作用，还通过带电纤维产生的库仑力实现对粉尘的捕获，能够大幅度的提高对细小微粒的捕集作用，具有过滤效率高、气流阻力小、容尘量大和使用寿命长的特点，并且具有深层过滤的特点，蓬松的纤维网和中空纤维膜提供了更长的曲折通道，颗粒将花费更多的时间穿透滤袋，从而进一步增加了颗粒与滤材中纤维之间的相互作用机会，更好地发挥截留作用。
3.本发明通过在聚四氟乙烯分散树脂中加入改性纳米SiO2提高其耐磨性能，且改性纳米SiO2为表面接枝DOPO的纳米SiO2，其不仅与聚四氟乙烯分散树脂具有良好的相容性，还具有阻燃性能，更为突出的，本发明为了赋予粉尘滤袋较好的脱硝性能，利用四氟乙烯分散树脂、改性纳米SiO2、蒙脱土和溶剂为原料制备出聚四氟乙烯中空纤维，增加纤维的比表面积，并且通过辐照接枝使其表面富含羧基，并以羧基为活性吸附位点，高锰酸钾和乙酸锰为锰源，采用低温液相法制备了负载有MnO2的中空纤维，一方面借助于中空纤维的高比表面积特性，另一方面借助于MnO2优异的催化脱硝活性，对粉尘中的NOx进行有效去除。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种改性聚四氟乙烯中空纤维，由以下步骤制成：
步骤A1、将10g聚四氟乙烯中空纤维用60Co源γ射线在空气中辐照50kGy，然后置于圆底烧瓶中，加入2g丙烯酸、60mL无水乙醇、40mL蒸馏水、0.7g阻聚剂和1.3mL质量分数95％浓硫酸，超声振荡3min，通入氮气20min后密封，水浴加热至60℃，搅拌反应3h，反应结束后，过滤，滤饼在索氏提取器中用水抽提20h，抽提产物置于60℃下干燥至恒重，得到羧基化聚四氟乙烯中空纤维；
步骤A2、将0.03mol乙酸锰和80g羧基化聚四氟乙烯中空纤维加入1L去离子水中，搅拌混合6h，然后加入50mL高锰酸钾溶液，继续搅拌反应6h，过滤，滤饼用去离子水洗涤3次，最后在100℃下干燥12h，得到改性聚四氟乙烯中空纤维，高锰酸钾溶液由高锰酸钾和去离子水按照0.02mol：50mL混合而成。
所述聚四氟乙烯中空纤维由以下步骤制成：
步骤B1、将聚四氟乙烯分散树脂、改性纳米SiO2、蒙脱土和DMF按照质量比为70：4.8：1.4：30混合均匀，于温度40℃下密封陈化12h，得到混合料；
步骤B2、将混合料倒入带有芯棒的圆柱形压坯机内，温度40℃下压制成中空柱形坯体，然后将中空柱形坯体置于挤压缸内，通过柱塞推挤形成初生聚四氟乙烯中空纤维，柱塞推挤温度为50℃；
步骤B3、将初生聚四氟乙烯中空纤维置于220℃下脱DMF 20min，经过拉伸，得到外径为0.5mm的聚四氟乙烯中空纤维。
所述改性纳米SiO2由以下步骤制成：
步骤C1、将10g纳米二氧化硅和4.8g KH-550置于30mL甲苯中，90℃下搅拌反应24h，反应结束后，过滤，滤饼用丙酮洗涤3次，最后于70℃下干燥48h，得到氨基化纳米SiO2；
步骤C2、将2g氨基化纳米SiO2置于200mL甲苯中，氮气保护下，先滴加3.1g邻羟基苯甲醛，后滴加100mL DOPO甲苯溶液，滴加速度均为1滴/秒，滴加结束后，90℃下搅拌反应24h，过滤，滤饼先后用丙酮、乙醚洗涤3次，最后70℃下干燥，得到改性纳米SiO2，DOPO甲苯溶液由DOPO和甲苯按照5.45g：100mL混合而成。
实施例2
本实施例提供一种改性聚四氟乙烯中空纤维，由以下步骤制成：
步骤A1、将10g聚四氟乙烯中空纤维用60Co源γ射线在空气中辐照50kGy，然后置于圆底烧瓶中，加入3g丙烯酸、60mL无水乙醇、40mL蒸馏水、0.8g阻聚剂和1.8mL质量分数95％浓硫酸，超声振荡3min，通入氮气20min后密封，水浴加热至60℃，搅拌反应4h，反应结束后，过滤，滤饼在索氏提取器中用水抽提20h，抽提产物置于60℃下干燥至恒重，得到羧基化聚四氟乙烯中空纤维；
步骤A2、将0.03mol乙酸锰和90g羧基化聚四氟乙烯中空纤维加入1L去离子水中，搅拌混合6h，然后加入50mL高锰酸钾溶液，继续搅拌反应6h，过滤，滤饼用去离子水洗涤5次，最后在100℃下干燥12h，得到改性聚四氟乙烯中空纤维，高锰酸钾溶液由高锰酸钾和去离子水按照0.02mol：50mL混合而成。
所述聚四氟乙烯中空纤维由以下步骤制成：
步骤B1、将聚四氟乙烯分散树脂、改性纳米SiO2、蒙脱土和丙酮按照质量比为80：3.6：1.8：25混合均匀，于温度60℃下密封陈化24h，得到混合料；
步骤B2、将混合料倒入带有芯棒的圆柱形压坯机内，温度50℃下压制成中空柱形坯体，然后将中空柱形坯体置于挤压缸内，通过柱塞推挤形成初生聚四氟乙烯中空纤维，柱塞推挤温度为55℃；
步骤B3、将初生聚四氟乙烯中空纤维置于260℃下脱丙酮30min，经过拉伸，得到外径为0.5-4.0mm的聚四氟乙烯中空纤维。
所述改性纳米SiO2由以下步骤制成：
步骤C1、将10g纳米二氧化硅和5.1g KH-550置于30mL甲苯中，90℃下搅拌反应24h，反应结束后，过滤，滤饼用丙酮洗涤3次，最后于70℃下干燥48h，得到氨基化纳米SiO2；
步骤C2、将2g氨基化纳米SiO2置于250mL甲苯中，氮气保护下，先滴加3.1g邻羟基苯甲醛，后滴加100mL DOPO甲苯溶液，滴加速度均为1滴/秒，滴加结束后，90℃下搅拌反应24h，过滤，滤饼先后用丙酮、乙醚洗涤5次，最后70℃下干燥，得到改性纳米SiO2，DOPO甲苯溶液由DOPO和甲苯按照5.45g：100mL混合而成。
对比例1
本对比例提供一种改性聚四氟乙烯中空纤维，将实施例1中的改性纳米SiO2替换成纳米SiO2，其余原料及制备过程同实施例1。
对比例2
本对比例提供一种聚四氟乙烯中空纤维，由以下步骤制成：
步骤B1、将聚四氟乙烯分散树脂、改性纳米SiO2、蒙脱土和丙酮按照质量比为80：3.6：1.8：25混合均匀，于温度60℃下密封陈化24h，得到混合料；
步骤B2、将混合料倒入带有芯棒的圆柱形压坯机内，温度50℃下压制成中空柱形坯体，然后将中空柱形坯体置于挤压缸内，通过柱塞推挤形成初生聚四氟乙烯中空纤维，柱塞推挤温度为55℃；
步骤B3、将初生聚四氟乙烯中空纤维置于260℃下脱丙酮30min，经过拉伸，得到外径为0.5-4.0mm的聚四氟乙烯中空纤维。
所述改性纳米SiO2由以下步骤制成：
步骤C1、将10g纳米二氧化硅和5.1g KH-550置于30mL甲苯中，90℃下搅拌反应24h，反应结束后，过滤，滤饼用丙酮洗涤3次，最后于70℃下干燥48h，得到氨基化纳米SiO2；
步骤C2、将2g氨基化纳米SiO2置于250mL甲苯中，氮气保护下，先滴加3.1g邻羟基苯甲醛，后滴加100mL DOPO甲苯溶液，滴加速度均为1滴/秒，滴加结束后，90℃下搅拌反应24h，过滤，滤饼先后用丙酮、乙醚洗涤5次，最后70℃下干燥，得到改性纳米SiO2，DOPO甲苯溶液由DOPO和甲苯按照5.45g：100mL混合而成。
对比例3
本对比例提供一种改性聚四氟乙烯中空纤维，将实施例1中的改性纳米SiO2去除，其余原料及制备过程同实施例1。
将实施例1-2和对比例1-3的聚四氟乙烯中空纤维进行性能测试，参照“ASTMD3884”标准进行测试耐磨性能，参照GB/T5454-1997《纺织品燃烧性能测定-氧指数测定法》测试阻燃性能，脱硝效率：采用德图烟气自动测试仪350XL，测试纤维过滤前、后烟气中氮氧化物的含量，从而计算出脱硝效率(％)；测试结果如表1所示：
表1
项目 摩擦系数 氧极限指数(％) 脱硝效率(％)
实施例1 0.06 29.6 97.6
实施例2 0.06 29.8 97.4
对比例1 0.058 24.5 97.8
对比例2 0.065 29.5 38.4
对比例3 0.12 20.3 93.9
由表1可以看出，实施例1-2的聚四氟乙烯中空纤维不仅具有较高的耐磨性能，还具有阻燃和脱硝性能。
实施例3
纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋，包括基布层、纤维网层和中空纤维膜层，纤维网层分别设置在基布层的两侧，通过针刺工艺将纤维网复合在基布的两侧，由此形成三明治结构得到吸附层，中空纤维膜层通过热压复合于吸附层的一侧得到滤材，其中纤维网层为迎尘层；
该纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋由以下步骤制成：
第一步、在基布的两侧铺设纤维网，纤维网厚度为0.5mm，然后经过针刺工艺将纤维网复合在基布上，得到吸附层；
第二步、将实施例1的改性聚四氟乙烯中空纤维采用纱罗组织编织成中空纤维膜，然后对中空纤维膜进行电晕充电驻极，将吸附层和电晕充电驻极的中空纤维膜依次层叠后进行热压复合，热压辊的转速为5m/min，热压温度为300℃，得到滤材；
第三步、将滤材进行烧毛、轧光处理，最后进行裁剪、缝制，得到纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋。
其中，基布为涤纶针刺毡，纤维网由PPS纤维和光触媒纤维按照经纬纱工艺制备得到，PPS纤维和光触媒纤维质量比1：3，中空纤维膜电晕充电驻极条件为：加压电压为10KV，加压时间为5min，电晕充电的针电极与中空纤维膜的距离为5cm。
实施例4
纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋，包括基布层、纤维网层和中空纤维膜层，纤维网层分别设置在基布层的两侧，通过针刺工艺将纤维网复合在基布的两侧，由此形成三明治结构得到吸附层，中空纤维膜层通过热压复合于吸附层的一侧得到滤材，其中纤维网层为迎尘层；
该纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋由以下步骤制成：
第一步、在基布的两侧铺设纤维网，纤维网厚度为0.8mm，然后经过针刺工艺将纤维网复合在基布上，得到吸附层；
第二步、将实施例2的改性聚四氟乙烯中空纤维采用纱罗组织编织成中空纤维膜，然后对中空纤维膜进行电晕充电驻极，将吸附层和电晕充电驻极的中空纤维膜依次层叠后进行热压复合，热压辊的转速为8m/min，热压温度为310℃，得到滤材；
第三步、将滤材进行烧毛、轧光、热定型处理，最后进行裁剪、缝制，得到纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋。
其中，基布为涤纶针刺毡，纤维网由PPS纤维和光触媒纤维按照经纬纱工艺制备得到，PPS纤维和光触媒纤维质量比1：3，中空纤维膜电晕充电驻极条件为：加压电压为10KV，加压时间为10min，电晕充电的针电极与中空纤维膜的距离为10cm。
实施例5
纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋，包括基布层、纤维网层和中空纤维膜层，纤维网层分别设置在基布层的两侧，通过针刺工艺将纤维网复合在基布的两侧，由此形成三明治结构得到吸附层，中空纤维膜层通过热压复合于吸附层的一侧得到滤材，其中纤维网层为迎尘层；
该纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋由以下步骤制成：
第一步、在基布的两侧铺设纤维网，纤维网厚度为1.2mm，然后经过针刺工艺将纤维网复合在基布上，得到吸附层；
第二步、将实施例1的改性聚四氟乙烯中空纤维采用纱罗组织编织成中空纤维膜，然后对中空纤维膜进行电晕充电驻极，将吸附层和电晕充电驻极的中空纤维膜依次层叠后进行热压复合，热压辊的转速为10m/min，热压温度为320℃，得到滤材；
第三步、将滤材进行拒水防油处理，最后进行裁剪、缝制，得到纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋。
其中，基布为涤纶针刺毡，纤维网由PPS纤维和光触媒纤维按照经纬纱工艺制备得到，PPS纤维和光触媒纤维质量比1：3，中空纤维膜电晕充电驻极条件为：加压电压为10KV，加压时间为15min，电晕充电的针电极与中空纤维膜的距离为10cm。
对比例4
将实施例3中的改性聚四氟乙烯中空纤维替换成对比例1的物质，其余原料及制备过程不变。
对比例5
将实施例4中的改性聚四氟乙烯中空纤维替换成对比例2的物质，其余原料及制备过程不变。
对比例6
将实施例5中的改性聚四氟乙烯中空纤维替换成对比例3的物质，其余原料及制备过程不变。
将实施例3-5和对比例4-6得到的粉尘滤袋去除烟尘和有机气态污染物的效果进行测试，测试标准如下：
将含有烟尘及有机气态污染物的烟气通入装有实施例3-5和对比例4-6得到的粉尘滤袋的布袋除尘器内，按照HJ/T77系列采样、检测和分析标准，采用同位素稀释高分辨气相色谱—高分辨质谱法，连续72小时多次采样分析从布袋除尘器排出的气体中烟尘等颗粒物质含量及有机气态污染物含量，测试结果如表2所示：
表2
Figure BDA0003519015330000121
Figure BDA0003519015330000131
由表2可以看出，实施例3-5制备的粉尘滤袋对气体中烟尘等颗粒物质及有机气态污染物过滤效果优于对比例4-6，说明本发明制备的粉尘滤袋具有较高的过滤效果和使用寿命。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、在基布的两侧铺设纤维网，经过针刺工艺将纤维网复合在基布上，得到吸附层；
第二步、将改性聚四氟乙烯中空纤维采用纱罗组织编织成中空纤维膜，对中空纤维膜进行电晕充电驻极，将吸附层和电晕充电驻极的中空纤维膜依次层叠后进行热压复合，得到滤材；
第三步、将滤材进行烧毛、轧光、热定型和拒水防油处理中的一种或多种，最后进行裁剪、缝制，得到纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋；
其中，改性聚四氟乙烯中空纤维由以下步骤制成：
将乙酸锰和羧基化聚四氟乙烯中空纤维加入去离子水中，搅拌混合6h，加入高锰酸钾溶液，继续搅拌反应6h，过滤，滤饼洗涤、干燥，得到改性聚四氟乙烯中空纤维；
羧基化聚四氟乙烯中空纤维由以下步骤制成：
将聚四氟乙烯中空纤维用60Co源γ射线在空气中辐照50kGy，然后置于圆底烧瓶中，加入丙烯酸、无水乙醇、蒸馏水、阻聚剂和浓硫酸，超声振荡3min，通入氮气20min后密封，水浴加热至60℃，搅拌反应3-4h，后处理，得到羧基化聚四氟乙烯中空纤维；
聚四氟乙烯中空纤维由以下步骤制成：
步骤B1、将聚四氟乙烯分散树脂、改性纳米SiO2、蒙脱土和溶剂按照质量比为70-80：2.1-4.8：1.4-2.1：20-30混合均匀，于40-60℃下密封陈化12-24h，得到混合料；
步骤B2、将混合料倒入带有芯棒的圆柱形压坯机内，温度40-50℃下压制成中空柱形坯体，然后将中空柱形坯体置于挤压缸内，通过柱塞推挤形成初生聚四氟乙烯中空纤维，柱塞推挤温度为50-55℃；
步骤B3、将初生聚四氟乙烯中空纤维置于220-260℃下脱溶剂20-30min，经过拉伸，得到外径为0.5-4.0mm的聚四氟乙烯中空纤维；
改性纳米SiO2由以下步骤制成：
将氨基化纳米SiO2置于甲苯中，氮气保护下，先滴加邻羟基苯甲醛，后滴加DOPO甲苯溶液，滴加结束后，90℃下搅拌反应24h，过滤，滤饼洗涤、干燥，得到改性纳米SiO2。
2.根据权利要求1所述的纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋的制备方法，其特征在于，高锰酸钾溶液由高锰酸钾和去离子水按照0.02mol：50mL混合而成。
3.根据权利要求1所述的纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋的制备方法，其特征在于，聚四氟乙烯中空纤维、丙烯酸、无水乙醇、蒸馏水、阻聚剂和浓硫酸的用量比为10g：2-3g：60mL：40mL：0.7-0.8g：1.3-1.8mL，阻聚剂为六水合硫酸盐亚铁铵，浓硫酸的质量分数为95%。
4.根据权利要求1所述的纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋的制备方法，其特征在于，氨基化纳米SiO2由以下步骤制成：
将纳米二氧化硅和KH-550置于甲苯中，90℃下搅拌反应24h，过滤，滤饼洗涤、干燥，得到氨基化纳米SiO2。
5.纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋，其特征在于，由权利要求1-4任一项所述的制备方法制备而成。
CN202210172680.XA 2022-02-24 2022-02-24 纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋及其制备方法 Active CN114534373B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210172680.XA CN114534373B (zh) 2022-02-24 2022-02-24 纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210172680.XA CN114534373B (zh) 2022-02-24 2022-02-24 纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114534373A CN114534373A (zh) 2022-05-27
CN114534373B true CN114534373B (zh) 2023-04-28

Family

ID=81676623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210172680.XA Active CN114534373B (zh) 2022-02-24 2022-02-24 纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114534373B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116623428B (zh) * 2023-07-25 2023-09-22 江苏恒力化纤股份有限公司 一种耐久阻燃防熔滴涤纶织物的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010042329A (ja) * 2008-08-08 2010-02-25 Sumitomo Electric Fine Polymer Inc 中空糸膜モジュール。
CN106832504A (zh) * 2016-12-06 2017-06-13 东莞职业技术学院 一种石墨烯改性聚乙烯阻燃复合材料及其制备方法
CN111389227A (zh) * 2020-04-26 2020-07-10 颇尔(河北)环保设备有限公司 改性聚四氟乙烯中空纤维膜及其制备方法和应用

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2560901Y2 (ja) * 1991-01-29 1998-01-26 株式会社テネックス 流体ろ過用の中空糸膜モジュール
JP2922692B2 (ja) * 1991-11-22 1999-07-26 三菱レイヨン株式会社 フィルターユニット
JP3176972B2 (ja) * 1992-01-30 2001-06-18 大和紡績株式会社 エレクトレット繊維集合物
US20010039879A1 (en) * 1999-12-16 2001-11-15 Chapman Rick L. Charged filter media containing charge control agents
JP5584989B2 (ja) * 2009-03-31 2014-09-10 Ｄｉｃ株式会社 表面修飾シリカ粒子及びそれを用いた活性エネルギー線硬化型樹脂組成物
JP5552289B2 (ja) * 2009-09-04 2014-07-16 株式会社クレハ フッ化ビニリデン系樹脂多孔膜の製造方法
US20140178615A1 (en) * 2012-11-12 2014-06-26 David Andrew Broadway Ribbed woven material
WO2014126443A1 (ko) * 2013-02-18 2014-08-21 주식회사 아모그린텍 필터 여재 및 그 제조방법과, 이를 이용한 필터 장치
JP5661879B1 (ja) * 2013-08-19 2015-01-28 株式会社フジコー 軽量フェルト材
JP6278792B2 (ja) * 2014-03-31 2018-02-14 呉羽テック株式会社 自動車エンジン用濾材並びにその製造方法
CN107266631A (zh) * 2016-04-07 2017-10-20 中国科学院上海应用物理研究所 一种改性聚四氟乙烯微粉材料及其制备方法
CN105957638A (zh) * 2016-05-05 2016-09-21 国网江西省电力科学研究院 一种导电纳米二氧化硅的制备方法
US12115503B2 (en) * 2018-09-20 2024-10-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Hollow-fiber membrane
CN209092921U (zh) * 2018-10-12 2019-07-12 江苏菲斯特滤料有限公司 一种覆膜聚四氟乙烯针刺毡滤袋
CN109550409B (zh) * 2018-11-22 2020-12-08 中设设计集团环境科技有限公司 一种聚四氟乙烯中空纤维膜及其无极拉伸制备方法
CN110833724B (zh) * 2019-11-12 2021-10-08 东华大学 一种具有双重驻极效果的聚四氟乙烯非织造空气过滤材料及其制备方法
CN112795996A (zh) * 2021-01-27 2021-05-14 浙江格尔泰斯环保特材科技股份有限公司 一种超疏水性聚四氟乙烯纤维长丝及其制备方法
CN113198461A (zh) * 2021-04-20 2021-08-03 上海师范大学 一种纳米MnO2/PTFE复合材料及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010042329A (ja) * 2008-08-08 2010-02-25 Sumitomo Electric Fine Polymer Inc 中空糸膜モジュール。
CN106832504A (zh) * 2016-12-06 2017-06-13 东莞职业技术学院 一种石墨烯改性聚乙烯阻燃复合材料及其制备方法
CN111389227A (zh) * 2020-04-26 2020-07-10 颇尔(河北)环保设备有限公司 改性聚四氟乙烯中空纤维膜及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN114534373A (zh) 2022-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114534373B (zh) 纳米SiO2改性聚四氟乙烯除尘滤袋及其制备方法
CN102671467B (zh) 一种复杂工况燃煤电厂专用针刺毡及其制备方法
CN111714964B (zh) 一种除尘脱二噁英一体化滤料及其制备方法
CN101507889A (zh) 多功能高温复合过滤材料及其制备方法
CN102380259A (zh) 一种过滤材料及其用途
Maduna et al. Textiles in air filtration
CN2907835Y (zh) 针刺复合过滤毡
CN112044175B (zh) 一种低温降解二噁英的复合催化滤料及其制备方法
CN106914064B (zh) 一种超净过滤兼具低温催化脱硝的耐高温过滤材料及其制备方法
WO2022096568A2 (de) Verfahrung zur kontinuierlichen gewinnung von kohlenstoffdioxid und vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens
CN108071020B (zh) 一种用于过滤回收有色金属粉尘的滤袋及其制备方法
CN102836592B (zh) 碳纤维玄武岩复合过滤材料
Cho et al. Triboelectrification-based particulate matter capture utilizing electrospun ethyl cellulose and PTFE spheres
CN113663416B (zh) 一种负载型ptfe纤维滤料及其制备方法
CN202185219U (zh) 碳纤维玄武岩复合过滤材料
CN108261838B (zh) 一种垃圾焚烧专用滤料及其制备方法和应用
CN112826162A (zh) 一种生物质基氮掺杂活性炭口罩的制法及应用
CN108499222B (zh) 一种聚醚醚酮过滤毡及其制备方法
CN206566609U (zh) 一种有机纤维机织滤料
CN105688512A (zh) 水刺精密面层滤料及其制备方法
CN205586673U (zh) 覆膜水刺复合滤料
CN203139797U (zh) 高温耐酸玄武岩纤维复合水刺过滤毡
CN102836593A (zh) 宝德纶纤维高温复合过滤材料及其制造方法
CN107723926B (zh) 低压静电除尘用针刺导电无纺布滤网制造方法、系统及应用
CN206965326U (zh) 一种亚克力纤维机织滤料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant