【摘要】：本文以聚全氟乙丙烯(FEP)氟樹(shù)脂粉末、聚四氟乙烯(PTFE)粉末、PTFE懸浮分散液為含氟聚合物后整理劑,無(wú)堿玻纖機(jī)織布為基布,分別通過(guò)撒粉涂層和泡沫涂層兩種工藝技術(shù),制備了氟樹(shù)脂/玻纖復(fù)合過(guò)濾材料和PTFE發(fā)泡涂層過(guò)濾材料。通過(guò)多因子正交試驗(yàn)優(yōu)化了工藝參數(shù),分析了工藝參數(shù)對(duì)濾料性能的影響規(guī)律,并對(duì)優(yōu)化工藝參數(shù)下制備樣品的透氣性能、過(guò)濾性能、孔徑及其分布、表觀形貌、拉伸強(qiáng)力、耐熱性、耐酸堿性等性能做了測(cè)試分析,對(duì)比了各濾料間的性能差異,得到主要結(jié)論如下:(1)對(duì)于FEP/PTFE混合撒粉涂層濾料而言,PEP/PTFE樹(shù)脂混合比例、模壓溫度、預(yù)壓制模壓時(shí)間是影響濾料透氣性的重要工藝參數(shù):濾料透氣率隨FEP/PTFE混合比增大而減小;在[270~oC,290 ~oC]模壓溫度區(qū)間內(nèi),透氣率隨模壓溫度升高而減小;在[240s,560s]預(yù)壓制模壓時(shí)間區(qū)間內(nèi),濾料透氣率隨預(yù)壓制模壓時(shí)間增大而減小。280~oC模壓溫度、320s預(yù)壓制模壓時(shí)間所制備的濾料呈現(xiàn)出高濾效低濾阻規(guī)律;(2)對(duì)于FEP/玻纖平板模壓/高溫烘焙濾料而言,涂層次數(shù)、模壓溫度、模壓時(shí)間與模壓壓強(qiáng)是影響濾料透氣性的工藝參數(shù),多因子正交實(shí)驗(yàn)表明其影響權(quán)重依次為涂層次數(shù)、模壓溫度、模壓壓強(qiáng)、模壓時(shí)間,其中涂層次數(shù)、模壓溫度對(duì)濾料透氣性具有顯著性影響。研究發(fā)現(xiàn),5.33mm/s透氣率是該結(jié)構(gòu)濾料的透氣性閾值,用于快速優(yōu)化成形工藝參數(shù)范圍。電鏡照片分析表明,PTFE顆粒在FEP/PTFE混合涂撒濾料成型過(guò)程中起到成孔劑作用;FEP/玻纖模壓濾料與烘焙濾料都具有多孔結(jié)構(gòu),但模壓濾料的黏連絲狀和多孔結(jié)構(gòu)賦予其良好的過(guò)濾性能,更具優(yōu)勢(shì);(3)以PTFE懸浮分散液及功能性助劑復(fù)配成發(fā)泡液,制備了一種PTFE乳液發(fā)泡涂層耐高溫過(guò)濾材料,研究發(fā)現(xiàn):(a)相對(duì)于瓜爾豆膠,聚丙烯酰胺類物質(zhì)在PTFE發(fā)泡乳液中具有更好的維持泡沫穩(wěn)定的作用;(b)多因子正交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),以透氣性為評(píng)價(jià)指標(biāo),各因子影響權(quán)重依次是月桂酸鉀皂、TT-935、FSN-100、APAM的質(zhì)量分?jǐn)?shù),當(dāng)APAM、TT-935、FSN-100、月桂酸鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4%、5%、0.1%、1.4%時(shí),所制備樣品具有最優(yōu)透氣性;以過(guò)濾效率為評(píng)價(jià)指標(biāo),各因子影響權(quán)重依次為月桂酸鉀皂、APAM、FSN-100、TT-935的質(zhì)量分?jǐn)?shù)四種助劑APAM、TT-935、FSN-100、月桂酸鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、4%、0.15%、2.2%時(shí)所制備樣品具有最優(yōu)過(guò)濾效率;(c)最優(yōu)透氣性樣品較基布而言,以2.79倍左右透氣性損失獲得了7.43倍的過(guò)濾效率提升;較最優(yōu)過(guò)濾效率樣品,透氣性具有顯著優(yōu)勢(shì);(d)該材料耐堿侵蝕較強(qiáng),強(qiáng)力損失只有6%左右,在250~oC環(huán)境下幾乎沒(méi)有強(qiáng)力損失。綜上所述,通過(guò)FEP/玻纖平板模壓和PTFE發(fā)泡涂層兩種含氟后整理后,玻纖基布的過(guò)濾性能大大提高,并保持了良好的透氣性,具有產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的前景。
【圖文】：

泡理論泡沫體系中防止氣泡破裂，實(shí)現(xiàn)泡沫穩(wěn)定化需要對(duì) Gibbs 方程做一。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化，必須滿足下述幾個(gè)條件[24]：1）多元液相介質(zhì)的存在；2）可溶性表面活性劑的存在；3）Marangoni 效應(yīng)存在；4）凝膠狀表面層的形成。arangoni 效應(yīng)指的是液體從低表面張力處流向高表面張力處的流動(dòng)張力的區(qū)域傾向于收縮，并在界面上造成切線方向的運(yùn)動(dòng)[25]。對(duì)氣，如機(jī)械外力、液體流動(dòng)、熱激勵(lì)等，都會(huì)造成受作用區(qū)域處表面低，使作用區(qū)周圍液體表面張力大，從而發(fā)生 Marangoni 效應(yīng)，即中不連續(xù)箭頭所示方向，流向外作用受區(qū)，氣泡壁有所修復(fù)不至穩(wěn)定氣泡的作用。只有當(dāng)涂層中液相消失，涂層逐漸固化，粘度效arangoni 效應(yīng)起到穩(wěn)定作用。

第二章 氟樹(shù)脂/玻纖熱復(fù)合過(guò)濾材料的制備與性能研究.1 本章研究概要本章以可熔融加工氟樹(shù)脂 FEP（較低熔點(diǎn)）、PTFE（較高熔點(diǎn)）以及耐纖基布為原料，通過(guò)平板模壓或高溫烘焙等熱加工成型工藝制備了 3 種氟樹(shù)纖熱復(fù)合過(guò)濾材料，分別為 FEP/PTFE 混合撒粉涂層濾料，F(xiàn)EP/玻纖平板濾料，F(xiàn)EP/玻纖烘焙濾料，對(duì)幾種材料的透氣性能，過(guò)濾性能，孔徑及其分面形貌，，拉伸強(qiáng)力，耐熱以及耐化學(xué)腐蝕性做了相應(yīng)測(cè)試和表征。利用正交著重優(yōu)化了 FEP/玻纖平板模壓過(guò)濾材料的工藝參數(shù)，對(duì)比三種濾料的透氣或過(guò)濾性能，分析三種濾料的優(yōu)勢(shì)與不足。.2 實(shí)驗(yàn)部分
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB34

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本文編號(hào)：2682123