驻 极前,滤料对油性气溶胶颗粒的过滤性能略优于盐型气溶 胶颗粒,差距为1~5个百分点。这是因为驻极前滤料对气溶 胶颗粒的捕获完全取决于惯性效应和扩散效应。在TSI8130 滤料测试仪中,产生的盐型气溶胶颗粒质量中值直径为 33μm,油性气溶胶颗粒为0.26μm。可见,聚丙烯过滤材料 对石蜡油气溶胶的扩散效应稍强于NaCl气溶胶颗粒,过滤 效率也略大。 由图3可知,驻极使滤材过滤效率大为提高,但对两种 气溶胶过滤效率的变化趋势依然类似,即随着滤材克重的 增加,过滤效率增加。但驻极后,熔喷聚丙烯空气过滤材料 对NaCl的过滤性能明显优于石蜡油,过滤效率之间的差距 增大近20个百分点。这是因为NaCl为离子型化合物,无论粒 子大小,气溶胶粒子都是带电荷的,气溶胶与驻极体之间存 在着强烈的静电作用,过滤以静电效应为主;而石蜡油为极 性非离子型化合物,由于分子间的库仑力作用,溶胶粒子通 常是电中性的,当与驻极空气过滤材料接触时,在驻极体静 电场的作用下, 溶胶粒子因极化而带电,所以石蜡油粒子 在整个过滤过程中还是以惯性效应和扩散效应为主,只有 在微粒与滤材接触时才产生静电效应,以静电效应为辅。所以,驻极后对NaCl粒子和石蜡油粒子的过滤效率都提高,且对NaCl粒子的提高幅度明显大于石蜡油粒子。由图2和图3 的对比可知,气溶胶颗粒物性质对熔喷聚丙烯过滤材料的过 滤性能存在很大的影响。 2.2 气溶胶浓度对过滤性能的影响 为了研究气溶胶浓度对过滤材料过滤性能的影响,测 试了不同克重熔喷聚丙烯空气过滤材料在不同气溶胶浓度 下的过滤效率,气溶胶粒子为NaCl 颗粒,测试浓度分别为 11.7mg/m ,如图4所示。11 12 13 14 15 16 17 18 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 10g/m 不同气溶胶浓度下的过滤效率从图4可以看出,气溶胶浓度对熔喷聚丙烯过滤材料过 滤性能的影响并不呈线性关系,当浓度由11.7mg/m 上升到13.5mg 过滤效率又开始上升;当浓度达到17.3mg/m 时过滤效率变化不明显。 根据过滤效率的计算公式可知,当气溶胶浓度增大时, 上游浓度增大,虽然滤材拦截的粒子数增多,但透过滤材的 微粒数也相对增多,即下游的气溶胶浓度也增大,由此气溶 胶浓度的变化会引起所测试滤料的过滤效率变化。气溶胶 浓度从11.7mg/m 上升到13.5mg/m 时,测试仪器上下游气溶胶浓度都增大,但下游增大幅度远大于上游,故所测试熔喷 聚丙烯滤料的过滤效率有所下降;但浓度从13. 5mg/m 继续上升到15. 6mg/m 时,测试仪器上游气溶胶颗粒增多相互碰撞概率增大,扩散效应减弱,到达下游时气溶胶浓度相对下 降,故导致过滤效率有所上升,当气溶胶浓度达到15. 6mg/ 后,上下浓度增加的幅度接近,导致过滤效率几乎没有变化。但空气中的微粒增多时,过滤材料在相同的时间内拦截 的微粒数势必会增多,易堵塞滤料网孔影响滤料的使用寿 命,因此相同滤材在空气微尘比较多的场所达到它的的最 大容尘量的时间相对短些,即使用寿命要相对短些,需要经 常更换。 2.3 气溶胶滤速对过滤性能的影响 未驻极的各种克重的滤材,选择盐型NaCl气溶胶粒子, 在不同流动速率下进行过滤效率的测试如图5所示。 1012 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 10g/m 82www. cnita. org .cn 中国产业用纺织品行业协会展会与论坛 技术纺织品 从图5可以看出,随着过滤速度的增加,过滤效率逐渐 下降。当过滤速率到达7cm/s时,过滤效率基本保持不变。气 溶胶流速越慢,气溶胶粒子在过滤材料中滞留的时间越长, 粒子有更多的机会撞击纤维,被纤维捕集的机会更多,同时 气溶胶布朗运动强度也越大,扩散作用也越明显,因此过滤 效率越高。而气流速度越大,受到的惯性作用力越大,运动 的微粒由于具有惯性,来不及跟随气流的变化绕过纤维,因 而脱离气流撞向纤维,在纤维上沉积下来的概率也越大。因 此随着过滤速率的增大,扩散效应和拦截效应减弱,惯性效 应增强,各种效应之间的此增彼减,最终导致过滤效率的下 降减缓。 结论通过在不同气溶胶微粒下进行测试发现,熔喷聚丙烯 空气过滤材料的过滤效率随着滤材克重的增加而增大;不 同种类气溶胶粒子测试所得的过滤效率有一定差异。经过 驻极的滤料,其过滤效率明显提升,对盐型气溶胶的过滤 效果明显优于油性气溶胶。随着气溶胶浓度的增大,聚丙 烯空气过滤材料的过滤效率略有波动,总体过滤效率变化 不明显。随着过滤速度的增加,过滤效率先急剧下降,后 下降减缓。 因此,在使用过滤材料时,应根据周围的空气环境选 用合适的过滤材料,以达到节能增效、经济环保的目的。