不同细度玻纤针刺复合毡的耐酸性研究

吕艳如，周 蓉

(青岛大学，山东 青岛 266071)

不同细度玻纤针刺复合毡的耐酸性研究

吕艳如，周 蓉

(青岛大学，山东 青岛 266071)

文章对不同玻纤细度的针刺复合毡进行皂洗和酸处理，再测量其克重、厚度、透气率和拉伸断裂强力，以研究不同玻纤细度的针刺毡的耐酸性，发现不同酸处理条件下玻纤细度较小的针刺毡在厚度和拉伸断裂强力方面变化较小，酸的浓度和加热温度低对针刺毡的克重影响较小，玻纤细度较大的透气率变化较大。

细度；玻璃纤维针刺毡；预处理；耐酸性；性能影响

当前，中国经济已经进入高速发展的阶段，以能源、资源消耗为主的重工业(电力、建材、冶金、化工等)发展迅速。而高耗能、高污染产业的发展，带来了严重的环境污染问题。为了减少环境污染，降低环境保护的成本，空气过滤材料已被广泛地应用于各行各业当中[1]，市场对过滤材料的要求也越来越高，逐渐向耐高温、高效方面发展[2]。耐高温空气过滤材料是国内外研究热点之一。玻璃纤维作为传统的过滤材料之一，用途广泛，具有耐高温、抗腐蚀的优点，但性脆，耐磨性较差。它与其他耐高温纤维制成的复合材料可以很好地克服这些缺点，因此玻璃纤维针刺复合毡被广泛使用。但是目前过滤材料的市场竞争激烈，为了在激烈的竞争中能够脱颖而出，需改善玻璃纤维针刺毡的性能以使其能被更好的应用。本试验采用盐酸处理方法对玻璃纤维进行皂洗、酸处理、烘干等的预处理，将玻纤针刺毡表面刻蚀，使其能够更好地与催化剂如TiO2、MnO2等复合。

1 试验

本试验中所用到的玻璃纤维针刺复合毡是由无碱玻纤、宝德纶(聚芳恶二唑纤维)、芳纶、P84(聚酰亚胺纤维)等成分组成，无碱玻纤有不同的细度，本试验选取了其中三种细度做研究，分别是16.67 tex、12.5 tex、6.25 tex，分别标记为试样1、试样2、试样3。酸处理前，先对试样皂洗，具体流程为：按GB/T 3921—2008配制皂液500 mL，常温下将针刺毡完全浸泡2 h，再用清水洗涤后自然晾干。采用三种不同的酸处理方式，酸处理Ⅰ：盐酸浓度5%、加热温度55℃；酸处理Ⅱ：盐酸浓度10%、加热温度55℃；酸处理Ⅲ：盐酸浓度10%、加热温度65℃。三种酸处理的加热时间皆为50 min。烘干时，烘箱的温度设定为110℃。将烘干并冷却调湿的酸处理针刺毡试样、皂洗处理针刺毡试样和未处理针刺毡试样在标准大气条件下进行克重、厚度、透气率、拉伸强力试验。

2 试验结果与分析

2.1 克重测试

对未处理的、皂洗处理和经过不同酸处理的不同细度玻璃纤维针刺毡进行克重测试，根据标准GB/T 4669—2008进行，取不同细度的针刺毡试样各6块，用电子天平称重，其测试平均结果见表1。

表1 玻纤针刺毡克重

从表1中可以看出，未处理的玻璃纤维复合针刺毡中，试样1的克重最小，试样3的克重最大，试样2的克重在二者之间。经过皂洗处理后，试样1的克重最小，试样3的克重最大，试样2的克重在二者之间。且与未处理的针刺毡相比较，经过皂洗处理后试样的克重都有所降低；酸处理Ⅰ后，试样2的克重最大，试样1的其次，试样3的克重最小，与未处理前相比，三者克重都降低且试样3的克重下降幅度最大；酸处理Ⅱ后，试样2的克重最大，试样3的其次，试样1的克重最小，与未处理前相比，三者克重都下降且试样1的克重下降幅度最大；酸处理Ⅲ后，试样2的克重最大，试样3的其次，试样1的克重最小，与未处理前相比，三者克重都下降且试样1的克重下降幅度最大。

2.2 厚度测试

将未处理的、皂洗处理和经过不同酸处理的不同细度玻璃纤维针刺毡放在织物厚度仪上进行厚度测试，方法参照《GB/T 24218.2—2009纺织品 非织造布试验方法 第2部分：厚度的测定》，试验的结果见表2。

表2 针刺毡的厚度

从表2的数据可以看出，未处理的玻璃纤维针刺毡，试样1的厚度与试样3的厚度相同，试样2的厚度最大。在皂洗处理后，试样1的厚度最大，试样2的厚度其次，试样3的厚度最小，与未处理前相比，试样2的厚度下降幅度最大；酸处理Ⅰ后，试样2的厚度最大，试样3的厚度其次，试样1的厚度最小，与未处理前相比，试样1的厚度下降幅度最大；酸处理Ⅱ后，试样3的厚度最大，试样1的厚度其次，试样2的厚度最小，与未处理前相比，试样2的厚度下降幅度最大；酸处理Ⅲ后，试样3的厚度最大，试样1的厚度其次，试样2的厚度最小，与未处理前相比，试样2的厚度下降幅度最大。

2.3 透气率测试

对于透气性来说，玻璃纤维针刺毡的透气率越高，其透气性越好。在本次试验中，试样透气率测试用的喷嘴直径为70 mm，要在试样的不同部位测试6次取平均值，其测试的结果见表3。

表3 针刺毡的透气率

从表3可以看出，未处理试样1的透气率最强，试样2其次，试样3的透气率最低；皂洗处理后，试样1的透气率最强，试样2其次，试样3的透气率最低，与未处理的玻纤针刺毡相比，试样3的透气率增加的幅度最大；经过酸处理Ⅰ后，试样1的透气率最强，试样2其次，试样3最低，与未处理前相比，试样1的透气率增加幅度最大；经过酸处理Ⅱ后，试样1的透气率最强，试样2其次，试样3最低，与未处理前相比，试样3的透气率增加幅度最大；经过酸处理Ⅲ后，试样1的透气率最强，试样2其次，试样3最低，与未处理前相比，试样的3透气率增加幅度最大。

2.4 拉伸断裂强力测试

使用电子织物强力仪对未处理和经过不同酸处理的玻璃纤维针刺毡进行拉伸断裂强力测试，试样规格为5 cm×20 cm，测试次数为6次，取平均值。因为玻纤针刺复合毡具有各向同性，经试验发现其横强和纵强相差不大，因此只列出横强测试结果，测试结果见表4。

表4 针刺毡的拉伸断裂强力

从表4中可以看出，未处理时，试样3横强最大，试样1其次，试样2横强最小。经过酸处理Ⅰ后，试样3横强最大，试样2其次，试样1最小，试样1横强下降幅度最大；经过酸处理Ⅱ后，试样3横强最大，试样2其次，试样1最小。与未处理相比，试样1横强下降幅度最大；经过酸处理Ⅲ后，试样3横强最大，试样2其次，试样1最小。与未处理相比，试样1横强下降幅度最大。

3 结论

3.1 对于克重，酸处理Ⅱ和Ⅲ皆使16.67 tex玻纤针刺毡下降百分比最大，而酸处理Ⅰ则使6.25 tex玻纤下降百分比最大，同时酸处理Ⅲ对三种试样影响最大，因此处理玻纤细度大的针刺毡时，可使酸的浓度、加热温度高一些；因此处理细度小的针刺毡时，应尽量使酸的浓度、加热温度低一些。

3.2 对于厚度，无论哪种酸处理，16.67 tex玻纤和12.5 tex玻纤针刺毡的下降百分比皆大于6.25 tex玻纤针刺毡，因此在进行酸处理时，要选用玻纤细度较小的针刺复合毡；而三种酸处理中，酸处理Ⅱ即盐酸浓度10%，加热温度55℃对试样的影响最大，因此处理玻纤针刺毡时，应尽量避免该处理条件。

3.3 对于玻纤针刺复合毡透气率，使用酸处理Ⅰ时，16.67 tex玻纤针刺毡的透气率增幅最大，使用酸处理Ⅱ和酸处理Ⅲ时，6.25 tex玻纤针刺毡的透气率增幅最大，16.67 tex的玻纤针刺毡其次，因此酸处理时可选择细度较大的玻纤针刺复合毡。

3.4 对于玻纤针刺复合毡横强，无论使用哪种酸处理，试样1即16.67 tex玻纤针刺毡的横强变化最大，下降最厉害，因此在进行酸处理时，要选用细度小的的玻纤针刺复合毡；三种酸处理中，酸处理Ⅲ即盐酸浓度10%，加热温度65℃时，三种试样的横强下降百分比最大，即酸处理Ⅲ对横强影响最大，且酸处理Ⅱ的影响其次，因此处理玻纤针刺毡时，应尽量使酸的浓度和加热温度低一些。

[1] 刘来红，朱玲英.高效空气过滤材料的发展与特点[J].产业用纺织品，2005，23(4)：6—8.

[2] 邓洪，严荣楼，徐涛，等.新型玻纤/P84复合针刺毡的开发及应用[J].中国环保产业，2009，(5)：35—37.

Study on Acid-resistance of Glass Fiber CompositeNeedled-punched Felts of Different Fineness Glass Fiber

LvYanru,ZhouRong

(Qingdao University, Qingdao 266071, China)

In this paper glass fiber composite needled-punched felts of different fineness were washed with soap and treated by acid, then the mass per unit area, thickness, air permeability and tensile strength were tested for researching acid-resistance of glass fiber composite needled-punched felts. The results shows that needled-punched felts of smaller fineness glass fiber has less change in thickness and tensile strength after different acid treatment conditions, lower concentration of acid and heating temperature has less influence on mass per unit area, and the larger the fineness is, the greater the change of air permeability.

fineness; glass fiber needled-punched felt; pretreatment; acid-resistance; performance impact

2017-06-30

吕艳如(1993—)，女，山东菏泽人，硕士研究生。

TS176+.5

B

1009-3028(2017)04-0001-03