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      過濾性特種紙綜述

      2016-08-17    來源:    作者:  閱讀:次  【打印此頁】

      過濾技術常用的過濾介質——有各種過濾性特種紙(及紙板),它們的特點是:機械承受力強、結構疏松多孔、化學惰性較高、通透能力甚佳。在進行過濾作業的時候,這些過濾紙能夠經得起氣體或液體的沖擊力,并且與之相接觸也不會發生任何作用。同時,還可以確保氣體或液體順利通過,阻力很小,分離效率較高。


         過濾性特種紙的定量一般比較大,定量在300g/m2以下而厚度較小(1.Omm)?杉庸こ筛鞣N形狀的濾芯,與過濾器一起使用。過濾性特種紙板的定量在300g/m2以上、厚度也大(5mm)的,可加工成所需的大小尺寸,與板框過濾機配套使用。在過濾性特種紙(及紙板)的制造過程中必須解決的是:紙頁強度(抗張強度、耐破度)和過濾性能(孔徑大小、濾過時間)這兩個相互矛盾的問題。


         根據所分離的對象不同。一般有過濾氣體和過濾液體兩大類。過濾氣體包含有的氣體是:(1)灰塵氣體,即工廠燃燒的廢氣、尾氣;(2)毒氣溶膠,即含細菌、毒氣、鉛煙等的氣溶膠;(3)放射性氣體,即含有天然的或人造的放射性塵埃氣體;(4)放射性空氣,即含放射性碘、氡、氙等氣體。過濾液體包含有的液體是:(1)油類,即燃料油、潤滑油、液壓油等;(2)水類,即水溶液、水乳液等;(3)有機溶劑類,即苯、二甲苯等及其溶液。


         生產過濾性特種紙(及紙板)所需的原料和輔料有:玻璃纖維、合成纖維、植物纖維、活性炭纖維等。而加入的填充物有鈦白粉、硅藻土、珍珠巖、濕強劑、分子篩、離子交換樹脂等等。


         2 超細玻璃纖維過濾紙


         超細玻璃纖維過濾紙(uhra-frine glass fiber filterpapeO是過濾紙中一種新的高技術產品。與以植物纖維為原料抄造的普通過濾紙不一樣,它是采用超細玻璃纖維為主并經過加工處理而制成的特種紙。其過濾效率高過(99.9—99.99999)%,過濾精度達到(1—5) m。主要應用于凈化空氣,因而受到電子、醫療、國防等部門的重視。在無塵室、防毒面具、凈化工作臺等許多方面都需要高度清潔的環境,而這種紙就是過濾空氣的重要材料和凈化方式之一。


         玻璃纖維一般具有耐高溫、抗腐蝕、化學穩定性好等特性。此外,它本身呈白色,性脆,密度大(比纖維素重1.62倍),表面光滑等特點。而超細玻璃纖維除了纖維直徑小、含有約(2-5)%的粗料和渣球外,并無其他雜質,不需要用水洗滌,可以直接進入打漿工序。因為考慮到超細玻璃纖維的碎裂性較大,在水中容易下沉,而且交織力較差,所以有必要對它進行“補強”加工。通常有以下幾種補強的方法:(1)添加適量的紙漿。由于經過打漿后植物纖維的加入,提高了彼此的交織空間,從而能夠在長網紙機上順利抄造,產品質量也能滿足要求。(2)加酸使之酸化。向超細玻璃纖維懸浮液中,加入鹽酸或硫酸,調整pH值為3.0~3.5,使此種纖維的懸浮分散,又能產生某種黏附作用,從而使紙頁的增強效果明顯提高。(3)添加增強劑。紙張的增強劑較多,如陽離子聚丙烯酰胺(簡稱CPAM)、聚醋酸乙烯酯、丙烯腈與丙烯酸丁酯的聚合物等。選用何種增強劑及添加量應根據產品的要求來決定。一般用量是(1~2)%。(4)浸漬處理補強。如果上述三種方法達不到預期效果,那么就采取膠液(分別有膠黏劑、202膠、氯醋膠的水乳液、聚乙烯醇的水溶液)浸漬的方法,也可加大成紙的強度(抗強增幅達到100%一300%)。不過,其最大孔徑有所下降,空氣阻力有所增加,過濾效率有所減低,但總的要求還是適用的。


         在自然界各種氣體中存在的粒子的直徑都是非常細小的,例如:飛灰1~200,花粉2O~3O,灰塵O.1~2O,細菌0.3~3,油煙O.O3~1,煙草的煙O.O1~1,病毒O.O2~O.O5,放射性塵埃0.003~0.01 8,氡放射性粒子0.001~0.04(1:2上單位為 m)。如果采用植物纖維過濾紙,其過濾效率為(16~87)%,透過率最好的是13%。而超細玻璃纖維過濾紙的過濾效率為99.99995%,透過率是0.00005%。相比之下,這意味著若過濾含有100萬個塵埃(粒子)的氣體時,透過前者的粒子多達130萬個,而透過后者的粒子只有5個。由此可見,超細玻璃纖維過濾紙的過濾效率是非常突出的。


         在制造工藝上,玻璃纖維不需要打漿,只需要進行分散,抄造時也不需要壓榨,所以是比較簡單一些的。然而,正是因為玻璃纖維細長,長寬比大,而且該纖維表面帶有電荷.纖維間容易互相纏繞,產生纖維絮聚現象的可能性大大增加.從而影響過濾性特種紙的勻度。為了確保玻璃纖維在水中具有較好的分散狀態,一般可以采取下列措施:(1)降低懸浮液的pH值到3.0;(2)減少漿料的濃度為0.4%;(3)改善玻璃纖維表面潤濕狀況;(4)調整白水循環系統。只有解決好玻璃纖維的分散問題,才能抄造出勻度較好的過濾性特種紙。


         超細玻璃纖維過濾紙的用途很多,在工業部門、電子工廠、軍工裝備、醫療衛生和科研單位等都可發揮重要的作用。作為一種凈化介質,能夠除去有害的粉塵、煙霧,還能隔除細菌、病毒,放射性粒子,適用于潔凈室、凈化工作臺,無菌手術間等的空氣凈化。


         3 黏稠液體過濾紙


         黏稠液體過濾紙(viscous liquor filter paper)~稱黏稠流體過濾紙。它是專門用于過濾黏稠液體的特種紙。所謂黏稠液體,是指該液體又黏又稠,既不同于一般液體,又不同于非牛頓流體(泥漿、紙漿),流動緩慢,用簡單方法過濾十分困難。更有甚者,該液體中除含有一些塵埃外,還含有未完全溶解的膠體顆粒。前者形狀固定,后者容易變形。過濾時,沒有壓力流不動,增加壓力后又使阻留于過濾材料表面的膠體粒子被擠壓進入內部孔道,形成堵塞,使濾出量減少,過濾效率降低。再加大壓力則會有“穿濾”的危險。


         常見的黏稠液體有:油漆、動物膠、磺化黏液、聚丙烯腈、醋酸纖維素等。這些物質本身具有很大的黏性,同時其微粒細小,大約是幾個微米甚至更低。有的微粒還帶有電性,除去它們使之不導電,是精密過濾必須承擔的任務。


         過去,常用于黏稠液體過濾的是加壓式的板框過濾機。其過濾介質多為棉布、織物,過濾級數(即次數)分為一級、二級、三級。采用三級過濾時使用的過濾介質:第一級3層是紗布、棉墊。紗布;第二級6層是府綢、白布、絨布、紗布、棉墊、紗布;第三級4層是絨布、白布、府綢、府綢。這種過濾方式不僅成本高、浪費大,濾液的質量也不理想。因此,如果使用黏稠液體過濾紙,就可以避免黏稠液體過濾時那些麻煩事情,以紙代布,輕松地解決這個問題。


             黏稠流體過濾紙使用的原料是漂白亞硫酸鹽針葉木漿,在工藝上控制好打漿度,適當添加增強劑(如2%聚乙烯醇等)。還可以考慮用一層濾紙和一層紗布組合(即背襯紗布)而成,以加大增強效果。當然.如果過濾1~100微米量級的黏稠粒子,也可以加用聚丙烯、丙烯、尼龍等高分子化合物。對某些粒子的收集,必要時利用活性炭等,使吸附和過濾作用兩者兼而有之。


         當前,過濾技術已經成為質量管理的重要的手段之一。隨著高新技術的深入發展,將需要功能更多、規格齊全、品質優異的特種過濾材料。與此同時,過濾性特種紙的應用范圍擴大到航天、航海、基因工程、生命科學等領域,市場前景十分廣闊。不斷地開發和研制新的特種紙是非常必要、很有前途的,這也是造紙工作者肩上一項光榮的使命。

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