將功能性微粒與聚丙烯切片均勻混合,熔噴成非織造布,經(jīng)過(guò)電暈放電對(duì)其駐極,可制得功能性駐極體空氣過(guò)濾材料(聚丙烯)。功能性微??梢允羌{米二氧化鈦、電氣石微粒等等。特點(diǎn)如下:
高效低阻
傳統(tǒng)的機(jī)械型空氣過(guò)濾材料僅僅依賴于機(jī)械阻擋作用,即通過(guò)對(duì)氣流中的粉塵微粒的攔截作用進(jìn)行過(guò)濾,因此只有當(dāng)過(guò)濾材料十分細(xì)并處于夯實(shí)狀態(tài)時(shí),才能高效地捕獲微細(xì)粉塵,這樣就會(huì)導(dǎo)致空氣過(guò)濾材料的高阻力;如果要使機(jī)械型空氣過(guò)濾材料具有較低的阻力,那么就要求空氣過(guò)濾材料的結(jié)構(gòu)間隙較大、填充率低,而這樣的空氣過(guò)濾材料的過(guò)濾效率又較低。由此可見(jiàn),傳統(tǒng)的空氣過(guò)濾材料很難做到高效低阻。駐極體空氣過(guò)濾材料利用纖維材料本身帶電,和對(duì)帶電粉塵靜電吸引的長(zhǎng)程庫(kù)侖力作用捕獲粉塵,其纖維能以低的多的密度形成疏散和開(kāi)發(fā)式的結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出低流阻,同時(shí)還具有較高的過(guò)濾效率。表1說(shuō)明駐極體空氣過(guò)濾材料的過(guò)濾性能與玻璃纖維空氣過(guò)濾材料的相比,在過(guò)濾效率相同和其他條件一樣時(shí),前者阻力僅為后者的1/10作用。帶電針刺氈的過(guò)濾效率是未帶電的熔噴非織造布的近2倍,是紡粘非織造布的近17倍。在同樣的過(guò)濾效率時(shí),駐極體空氣過(guò)濾材料的阻力損失只有普通空氣過(guò)濾材料的1/3作用,在相同的阻力損失條件下,前者的過(guò)濾效率要比后者的高許多。
抗菌(病毒)
隨著人們生活水平的提高,空調(diào)已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分。空調(diào)為人們提供舒適的溫度的同時(shí),也成為相對(duì)封閉的室內(nèi)環(huán)境的“室內(nèi)感染”的誘因[7][8][9]??諝庵卸酁榭鼓嫘詮?qiáng)的細(xì)菌,如一些革蘭氏陰性細(xì)菌(微球型屬,八疊球菌屬,細(xì)菌芽孢等等)和一些病原細(xì)菌(結(jié)核桿菌,白喉?xiàng)U菌,葡萄球菌等等),對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力較強(qiáng),能夠在空氣中存活較長(zhǎng)時(shí)間。當(dāng)它們落到合適的基質(zhì)上,在適宜的條件下就會(huì)大量的繁殖[10]。在密閉的環(huán)境中如何解決空氣系統(tǒng)的感染問(wèn)題已成為目前的研究熱點(diǎn)之一。
空氣過(guò)濾材料能濾除一定數(shù)目的細(xì)菌,但在使用一段時(shí)間后,隨著濾材上容塵量的增加其上的細(xì)菌有增加的趨勢(shì),尤其是濾材被用在陰暗、潮濕,而且溫度適宜的環(huán)境中,細(xì)菌會(huì)在濾材上面迅速繁殖,不斷繁殖的細(xì)菌可能發(fā)展到整個(gè)空氣過(guò)濾器上,破壞空氣過(guò)濾器的結(jié)構(gòu),使有害微粒在室內(nèi)的空氣中廣泛傳播,影響人們的健康,甚至造成交叉感染。
功能性駐極體空氣過(guò)濾材料由于高的過(guò)濾效率,能夠?yàn)V除95%以上的細(xì)菌[11],由于其強(qiáng)靜電場(chǎng)和微電流的刺激作用,可以殺死90%左右的細(xì)菌[11],并能抑制各類細(xì)菌的繁殖。
去除有害氣體
目前,主要的氣態(tài)污染物有氯化物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、粉塵、二惡英、甲醛等等[12][13],其中以二惡英、甲醛等氣態(tài)污染物對(duì)人體健康影響最大。
駐極體空氣過(guò)濾材料從理論上講,駐極體能產(chǎn)生離子,因此可以降解污染物[14]。如果對(duì)駐極體空氣過(guò)濾材料進(jìn)行功能性處理,如在濾材上負(fù)載納米二氧化鈦,利用光催化的作用與駐極體產(chǎn)生的離子對(duì)氣態(tài)污染物降解的復(fù)合作用,強(qiáng)化駐極體空氣過(guò)濾材料對(duì)室內(nèi)氣態(tài)污染物的去除作用。
耐腐蝕
室內(nèi)的空氣品質(zhì)依賴于室外的大氣狀況,目前,我國(guó)的工業(yè)污染比較嚴(yán)重,被污染的空氣成分比較復(fù)雜,往往帶有酸性或堿性物質(zhì),尤其是當(dāng)被用于酸性或堿性環(huán)境時(shí),這就對(duì)空氣過(guò)濾材料的耐腐蝕性提出了要求。
功能性駐極體空氣過(guò)濾材料所帶靜電荷受濾材表面結(jié)構(gòu)的影響,濾材表面結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重時(shí)會(huì)加速其電荷衰減,從而影響濾材的使用性能,縮短濾材的使用壽命。目前,駐極體空氣過(guò)濾材料多為聚丙烯纖維,可以通過(guò)表面涂層或覆膜涂料處理,以改善功能性駐極體空氣過(guò)濾材料的耐腐蝕性能。
拒水拒油
在我國(guó)南方的雨季,由于空氣濕度過(guò)大,布袋除塵器常常發(fā)生糊袋現(xiàn)象,在一些工藝中,由于氣體含濕量大,也會(huì)發(fā)生上述現(xiàn)象。由于糊袋粉塵難以從濾袋上剝離,所以袋式除塵器阻力會(huì)迅速上升,有時(shí)甚至無(wú)法工作[18]。為了解決此現(xiàn)象,多對(duì)功能性空氣過(guò)濾材料加以拒水及拒油處理。功能性駐極體空氣過(guò)濾材料多用于高效空氣過(guò)濾器,如果這種濾材濾除的顆粒物含有較多的水份,就會(huì)阻塞濾材的孔隙,影響濾材的過(guò)濾性能。
靜電
一般的空氣過(guò)濾材料要求濾材具有抗靜電的功能。主要是一些可燃性粉塵、鋁粉、面粉等等可以與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),當(dāng)空氣中懸浮的粉塵達(dá)到一定濃度后(超過(guò)其爆炸下限),如果遇到靜電放電火花或外界點(diǎn)火等因素,就極容易導(dǎo)致爆炸和火災(zāi)。目前,實(shí)用的駐極體空氣過(guò)濾材料的靜電電勢(shì)不高,至于能不能引起火災(zāi),需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并結(jié)合在實(shí)際使用中的情況而定,但是駐極體空氣過(guò)濾材料在目前的使用行業(yè)內(nèi),還沒(méi)有見(jiàn)到發(fā)生爆炸和火災(zāi)的文獻(xiàn)報(bào)到。
耐溫
目前,駐極體空氣過(guò)濾材料多為纖維材料,纖維材料的使用對(duì)溫度有要求,另外,駐極體空氣過(guò)濾材料的溫度對(duì)其所帶靜電荷的穩(wěn)定性有影響。駐極體的衰減(或退極化)過(guò)程可以通過(guò)提高溫度以加速,現(xiàn)在的駐極體空氣過(guò)濾材料適合于在常溫環(huán)境中使用,最高工作溫度不高于100℃,最低工作溫度也不能過(guò)低。