本文關(guān)鍵詞：PAN預(yù)氧化纖維復(fù)合耐高溫過(guò)濾材料的制備及性能研究

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【摘要】：PAN預(yù)氧化纖維是制備高性能碳纖維的中間產(chǎn)品,它是由PAN纖維在200-300℃空氣中預(yù)氧化獲得,由于高性能碳纖維制成率問(wèn)題,有大批的PAN預(yù)氧化纖維被廢棄,目前市場(chǎng)上一般將其制備成低價(jià)值的隔熱保溫材料使用。PAN預(yù)氧化纖維的極限氧指數(shù)高達(dá)45%以上,具有不收縮、不熔、不軟化、在300℃的大氣環(huán)境中性能穩(wěn)定等特點(diǎn),具有優(yōu)良的耐高溫性能。另外,其價(jià)格遠(yuǎn)低于其他耐高溫高性能纖維,使其成為制備高溫過(guò)濾材料的理想材料。但是,由于預(yù)氧化纖維存在力學(xué)性能差,抱合力不強(qiáng)等問(wèn)題,本課題選用聚苯硫醚纖維和芳綸1313纖維與PAN預(yù)氧化纖維混合,采用針刺工藝和軋光整理,以期制備一種具有優(yōu)良的耐高溫性能、成本低、過(guò)濾效率高的耐高溫過(guò)濾材料。通過(guò)圖像分析技術(shù)和正交實(shí)驗(yàn)結(jié)合,探討了預(yù)氧化纖維非織造布制備最佳工藝參數(shù)。預(yù)氧化纖維梳理成網(wǎng)后,經(jīng)過(guò)針刺加固工藝獲得的非織造布強(qiáng)力差,因此通過(guò)混入一定比例的高強(qiáng)耐高溫纖維來(lái)改善其成網(wǎng)均勻性和強(qiáng)度。本課題制備了四類以預(yù)氧化纖維為主體的耐高溫過(guò)濾材料,分別是預(yù)氧化纖維/PPS纖維耐高溫過(guò)濾材料、預(yù)氧化纖維/PPS纖維增強(qiáng)耐高溫過(guò)濾材料、預(yù)氧化纖維/芳綸1313纖維耐高溫過(guò)濾材料、預(yù)氧化纖維/芳綸1313纖維增強(qiáng)耐高溫過(guò)濾材料。結(jié)果表明:1,隨著混入混合纖維的增加,復(fù)合濾料的橫縱向斷裂強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)率明顯提高,即橫縱向斷裂強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)率隨著混入纖維的重量百分比的增大而增大;2,隨著混合纖維的增加,復(fù)合濾料透氣量降低,平均孔徑減小,孔徑分布更加均勻集中,兩種復(fù)合濾料對(duì)粒徑為5μm的顆粒過(guò)濾效率基本上達(dá)到了100%,所制備的濾料能適用于現(xiàn)實(shí)情況;3,通過(guò)對(duì)所得濾料添加基布后,纖維的各項(xiàng)性能指標(biāo)均有所提高,其中,添加PTFE基布的增強(qiáng)復(fù)合濾料橫縱向強(qiáng)力比同比例未加基布的復(fù)合濾料提升四倍,添加玻璃纖維基布的增強(qiáng)復(fù)合濾料橫縱向強(qiáng)力比同比例未加基布的復(fù)合濾料提升六倍。經(jīng)測(cè)試,增強(qiáng)復(fù)合濾料平均孔徑更小,孔徑分布更窄,透氣量也有所減小,在一定程度上提高了過(guò)濾效率和過(guò)濾阻力,其綜合性能更適用實(shí)際工況;4,通過(guò)對(duì)所得濾料進(jìn)行耐溫測(cè)試得出,混入聚苯硫醚纖維耐高溫濾料適用于200℃左右高溫,混入芳綸1313纖維耐高溫濾料能適用于210℃高溫。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TS176

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1274149