聚苯硫醚(PPS)纺粘水刺滤料的性能及应用

聚苯硫醚〔PPS〕纺粘水刺滤料的性能及应用佛山市斯乐普特种材料1内容提要引言生产工艺性能指标使用优势应用领域产品荣誉公司介绍2一、引言聚苯硫醚〔Polyphenylenesulfide〕简称PPS，是一种新型的高性能热塑性树脂。它是以苯环在对位上连接硫原子而形成大分子主链的线性、结晶聚合物，熔点285℃，分解温度﹥400℃，阻燃性可到达UL94-0级，具有耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、阻燃性能好等特点。3聚苯硫醚纤维具有强度的完整保持性和内在的耐化学性，可以在恶劣的环境中保持良好的过滤性能，并能到达理想的使用寿命。在燃煤锅炉〔火力发电、取暖〕、垃圾燃烧、电厂粉煤灰的集尘处理等脉冲清灰式除尘器中，PPS滤料是理想的过滤材料。随着我国经济的迅速开展，特别是近年来人们对环境保护的意识越来越强烈，国家对工业粉尘排放的标准也越来越严格，2003年修订了火电厂燃煤锅炉的烟尘排放标准，将粉尘排放浓度提高为≤50mg/Nm3，近期沿海经济兴旺地区的一些城市已将排放标准提高到≤30mg/Nm3或≤20mg/Nm3，甚至≤10mg/Nm3。此外，国家环保表示，2021年PM2.5将正式纳入国家标准并向全社会公布。由此可见，国家对空气的监测及治理力度将不断加大。作为燃煤锅炉烟气除尘的首选滤材，聚苯硫醚滤料的需求将会有一个巨大的增长。4二、聚苯硫醚新型滤料的生产工艺

1、传统的聚苯硫醚滤料生产工艺目前市场上的聚苯硫醚滤料全部采用短纤针刺毡的方法进行生产。其工艺流程如下：短纤的生产工艺：聚苯硫醚切片----预结晶----枯燥----熔体纺丝----卷绕集束----平衡----牵伸----热定型----丝束切断----打包针刺无纺布的生产工艺：短纤开松----上下铺网(中间层为基布〕----针刺加固---热定型----后整理---卷绕成布52、传统聚苯硫醚滤料特点工艺流程长、生产效率低、生产本钱高。需要在两层短纤中增加一层机织布作为增强材料，影响透气度。针刺对纤维及基布损伤大，过滤层有针眼，影响过滤精度。平均孔径较大,孔径分布较大。63、聚苯硫醚纺粘水刺滤料生产工艺切片预结晶---枯燥---熔融挤压---熔体过滤---纺丝---缓冷---侧吹风冷却---气流牵伸---摆丝成网---预针刺---水刺---热定型---后整理----卷绕74、工程创新首次对PPS采用纺粘技术生产非织造过滤材料，简化了工艺流程，提高了产品性能。对PPS成功进行了管式气流牵伸、高速纺丝。双箱体4S，每排丝纤度不同从而形成梯度过滤结构。4S及牵伸管错位排列使布面更均匀。〔已授权专利ZL202110102660.2聚苯硫醚纺粘针刺无纺布的制备方法；ZL202120241906.4聚苯硫醚长丝的生产设备；ZL202120350317.X纺粘非织造布热定型装置；ZL202120011529.8新型纺丝箱结构；ZL202120011528.3管式气流牵伸器；ZL202120012058.2铺网机〕采用了纺粘针刺+水刺的复合工艺技术进行PPS过滤材料工业化生产，这两者结合的工艺技术属于集成创新技术，预针刺+水刺对纤维的损伤小，纤网缠结度高，产品机械性能优异。〔已授权专利：ZL202110102660.2聚苯硫醚纺粘针刺无纺布的制备方法〕85、聚苯硫醚纺粘水刺滤料特点工艺流程短、生产效率高，节省劳动力，生产本钱低。100%连续性长丝组成，毋须增加机织布作为增强骨架，纤维不易脱落，滤料耐磨性极佳。水刺工艺最低限度减少对纤维的损伤，纤维缠结好，布面外观平整，产品力学性能优异，过滤精度高。采用4S纺丝技术，滤料由4层纤网，每层纤网的纤度均可独立调节，不同粗细的纤维形成梯度过滤，过滤精度高，透气度好，使产品兼顾了过滤精度和使用寿命的两种矛盾的需求。产品孔径分布集中，平均孔径小。在同等使用场合，可以采用较低克重。9

针刺工艺和水刺工艺的区别示意图梯度过滤示意图10三、PPS纺粘水刺滤料的性能指标1、力学性能112、静态过滤性能样品克重(g/m2)透气度(m3/m2.min)PPS纺粘4506～8PPS短纤55018±1PSS短纤覆膜5502～512单丝纤度对透气度及过滤精度的影响133、动态过滤性能检测项目单位测试值测试方法备注初始阻力Pa68.9GB/T-6719-2009HJ/T324-2006未热定型前的洁净滤料残余阻力Pa136实验最终阶段除尘效率%99.996实验最终阶段粉尘剥离率%92.8实验最终阶段除尘周期26分22秒第一个周期除尘周期16分10秒最后一个周期144、耐磨性能对PPS纺粘水刺进行马丁代尔耐磨试验，其耐磨次数平均约2000次，大于短纤的1200次。155、外观性能短纤产品纺粘产品161、PPS新型纺粘水刺滤料的孔径分布较小，其过滤机理接近于覆膜滤料的表层过滤机理。使用前不需要预涂灰，运行后马上能到达设计排放要求。2、设备投资低、有效提高竞争力滤料克重低〔PPS纺粘水刺滤料设计克重450g/m2〕，滤袋投入本钱低。滤料外表平整度高，过滤精度高，有效减少滤料后加工工序〔如烧毛、轧光、PTFE覆膜等〕，降低滤袋后加工本钱。滤料低阻高效，可适当降低设备选型标准。四、使用优势173、运行本钱低，有利于企业节能降耗结合PPS纺粘水刺滤料的性能特点，在使用过程中，可对运行工况进行调整。适当降低清灰喷吹压力〔≤2.5bar〕，延长喷吹周期，减少喷吹压缩用气量，有利于降低运营本钱。同时可延长滤袋使用寿命。适当降低抽吸风机的转速〔实际运行频率至少可降低10%〕，有利于运营本钱的下降。可有效延长滤袋使用寿命，有利于运营本钱的下降。PPS纺粘水刺滤料与短纤滤料在结构组成有质的区别，短纤滤料在使用中强力衰减速度很快，在脉冲空气的冲击下容易损坏，而新型滤料是统一的长丝结构，其强力衰减速度很慢。同时，由于在新型滤料设计加工中预留了局部热收缩，在实际使用过程中纤维会进一步结晶收缩，使得产品的强力在使用的初始阶段呈增加趋势，据我司实测，在某客户燃煤电厂实际工况中使用6个月后的滤袋抽出后进行检测，纵、横向强力同初始滤料指标相比约增加了20%。18五、应用领域1、高温气体过滤〔火力发电、燃煤锅炉、垃圾燃烧、冶金、水泥等行业的烟气除尘〕192、化学品液体过滤〔如化工、医疗、饮料等行业〕20六、产品荣誉2122七、企业简介佛山市斯乐普