聚四氟乙烯微孔薄膜的制作及其在袋式除尘领域中的应用

聚四氟乙烯微孔薄膜的制作及其在袋式除尘领域中的应用薛刚郑淑琴董洪君(上海浦东四氟塑料厂,上海,201200)摘要:介绍了聚四氟乙烯微孔薄膜的制作工艺,分析了聚四氟乙烯覆膜滤料的表面过滤、过滤效率、压力损失、使用寿命等应用特点,并与普通非织造滤料进行了比较。关键词:覆膜滤料,针刺非织造滤料,聚四氟乙烯中图分类号:TQ325.4文献标识码:B文章编号:1004-7093(2001)07-0026-0321世纪是我国工业生产处于全面发展时期,钢铁、水泥、冶金、化工等行业的产量不断提高,能源、资源的消耗相当大,大气污染日趋严重。随着经济的发展,人们生活条件的改善,环境保护意识也有了很大提高。加强环境保护成为我国的一项基本国策,国家对治理环境的投资不断增大,同时出台了一系列的政策法规,加大了对环境污染的治理力度。保护环境,爱护家园是当今共同倡导的主题。如何防治大气污染,洁净空气环境也是人们不断研究的课题。聚四氟乙烯(PTFE)微孔薄膜应用于滤料,并用于袋式除尘器,在防治烟尘及超细粉尘对大气污染方面获得高度的成功。实践证明,将该技术用于产品收集和控制排放有很好的经济效益。1PTFE微孔薄膜的发展通常用于空气过滤器的滤料由增粘玻璃纤维及其混合物制成,或由化学纤维制成。但这些滤料不能达到表面过滤,所排放烟尘及粉尘渗入织物内部,形成一次性粉尘层,增大了运行排放阻力;对某些粉尘起不到过滤作用,使排放不能达标;滤料在安装及使用中自身会引起粉尘,不能用收稿日期:2001-04-12作者简介:薛刚,男,1963年生,厂长,并在上海第二工业大学任教,讲师。于洁净空气的过滤。PTFE薄膜表面光滑且耐化学物质,因此微孔PTFE薄膜近来作为滤料被广泛用于各领域,解决了上述滤料所不能解决的问题,尤其很薄的微孔PTFE薄膜,大体上无大的结点,且由微纤组成,作为滤料用于精度要求高的清洁环境领域。PTFE微孔薄膜是20世纪70年代后期由美国W.L.GORE公司研制开发成功,经过近20年的不断改进,已研制开发了一系列产品。国内从80年代初起就有多家科研单位和企业在研制开发PTFE微孔膜,上海浦东四氟塑料厂开发的项目于1994年通过了上海市科委的鉴定,处于国内领先水平,产品各项性能指标达到国际水平。2PTFE微孔膜的制作工艺2.1制作过程常规制作过程是将聚四氟乙烯分散树脂与液体助剂混合,通过压延法将混合物制成薄片,再用机器双向拉伸薄片,制得PTFE微孔膜。其工艺流程为:PTFE树脂、助挤剂(选料)—混合—压延—双向拉伸—卷取2.2制作工艺作为环保用薄膜,主要是控制烟尘的排放和产品的收集。根据使用条件,要求生产的薄膜孔—26—产业用纺织品第19卷总第130期径小、空隙率高,才能在使用中达到运行阻力低而收集效果好,同时还要有一定的强度。影响上述指标的因素主要与基膜的制备,拉伸的温度、速度及拉伸比等工艺条件有关。2.2.1基膜制备好的基膜必须厚薄均匀,结晶度和密度合理。基膜的质量直接影响成品的性能指标。制备基膜时,应注意以下几个因素:(1)原料的选择PTFE树脂:宜选用分子量较适宜的牌号,其性能可承受拉伸时高温条件下的高速应变而不断裂。助挤剂:选用宜使树脂湿润、无毒、沸点高、易除去而无残留的物质。(2)配比根据所用树脂及助挤剂牌号,按适当比例进行配制,助挤剂一般范围在12%～28%之间。(3)压缩比压缩比也是影响产品性能指标的重要参数。压缩比大,纵向纤维化强度高,拉伸时不易断裂,易于连续生产,其产品强度也较大。压缩比过大,使挤出物太硬,不利于后续工序的正常生产。因此应根据树脂牌号、设备、生产工艺,合理选用压缩比。2.2.2拉伸温度及拉伸率PTFE在常温到327℃之间均可被拉伸,即低于熔点阶段的拉伸在高弹状态下进行。低温下拉伸会使薄膜破裂,导致拉伸无法进行,而高于327℃时,PTFE分子间的结晶状态变化成无定形,不能很好得到网状结构,故一般拉伸温度在40℃～327℃之间。在生产中,拉伸温度的高低与拉伸率及速度有关,同时也取决于制品的强度与尺寸。温度高,薄膜较柔软易于拉伸,尺寸稳定性好,不易回缩。但是温度过高,制品强度降低,也可导致断裂。拉伸率越大,所需温度较高,因为较低的拉伸温度所需要的拉力较大,当拉力超过被拉制品所能承受的强度时,便会断裂;反之,拉伸率小,温度可低些。温度的不同也直接影响其制品的性能指标,因此,在生产中一定要寻找适合特定工艺与设备的最佳范围。制品的强度、孔径、空隙率是决定制品质量的重要指标,对不同使用环境及使用条件的不同制品,选定其相应生产工艺,以生产相适应的具有孔径小、分布均匀、空隙率高及结节小的PTFE薄膜。上海浦东四氟塑料厂通过几年的不断研制与生产,对设备的不断更新与改造,现已有了一套适合现在设备的成熟工艺,生产的PTFE微孔膜的各项性能指标,均已达到国际