静电过滤纤维的研究

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1、静电过滤纤维的研究东北大学硕士学位论文静电过滤纤维的研究姓名：付建民申请学位级别:硕士专业:安全技术及工程指导教师:孙熙20031201东北大学硕士学位论文摘要静电过滤纤维的研究摘耍普通的空气过滤材料其主要的过滤机理是截留和分子间作用力。而如果静电过滤材料带有的电荷能够长时间的保持,其捕尘机理除了布朗扩散、截留、惯性力外，静电力是其主要的捕尘机理，可以大大地提高对亚微米粉尘粒子的捕集效率。这种静电纤维能够长时间的保持着电荷，称为驻极体纤维。驻极体纤维可以通过驻极体薄膜的撕、拉等工艺处理或直接将高聚物纤维荷电形成驻极体纤维。本论文根据驻极体生成的理论，模拟了工业上融喷

2、和挤压生产纤维的方法，设计并制作了挤压出丝设备，并在纤维熔融的状态下采用齐种电极形式对纤维进行了极化实验，对比了不同的实验条件下的极化效果。实验表明:不同的聚合物材料制得的纤维束采用相同的极化条件差别很大。两种实验颗粒经过熔融挤压制成的纤维中，只有一种釆用热一电晕充电法有明显的极化现象。由于纤维束质量较小，实验室仪器无法精确测量，采用了估测静屯滤膜排斥张角的方法对荷电效果进行了定性和粗略的定量分析。主要对荷电电压、电极形式、荷电时间等I大I素进行了分析。对热一电晕荷电的纤维团测试发现,经过了天后纤维团和静屯滤膜的排斥现象仍很强烈，说明纤维仍能成功的保持大量的电荷。实

3、验证明采用热一电晕充电法制备驻极体纤维是切实可行的,可能在工业上生产融喷挤压法织造纤维过滤材料的同时制成驻极体空气过滤材料。关键词:静屯过滤纤维聚合物东北大学硕士学住论文・g..曲・诚】・、、也・'・&.•■-声明东北大学硕士学位论文声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注、说明引用和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得其他学位使用过的材料。与我一同工作的同志对木研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示谢意。本人签名:《寸抵园勘:沙;•工东北大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论

4、静电滤尘概述空气过滤材料广泛应用于电了、精仪、医疗、食品等工业生产车间的空气过滤。超大规模集成电路的生产和人类健康意识的增强对空气洁净度的要求FI益提高。与此同时，人气质量却呈现下降趋势，在一•些地区空气中的悬浮颗粒严重超标。因此对过滤材料的数量和质量提出了更多更高的要求。空气过滤材料主要考虑过滤效率和压力损失两项性能指标。对于气溶胶粒子的纤维过滤来说，参与过滤的三个主要因素是:分散介质气流、分散粒子待过滤尘粒和纤维材料。因此要提高过滤性能，可以从以上三方面入手。针对分散介质一般采用控制气流速度来改善;对于分散粒子和纤维材料，改进的途径和方法很多，让尘粒荷电或让纤维

5、滤料带电即是其小常用的方法】。纤维过滤的机理，就是使尘粒与纤维碰撞而将尘粒从气流中分离出來，尘粒与纤维碰撞的原因，除了主要的惯性效应、截留效应和扩散效应之外，还有重效应、范德华力效应、热力沉降效应和静电效应等一些次要因素。尘粒及纤维都有可能因某种原因而带上静电，这种静电对捕尘效率有很大影响。通常气溶胶粒子在产生的那个时刻起便可以自然带电，干燥的固体颗粒在扩散时,会由于与不同材料接触而产生电荷。但是通过口然产生的电荷强度很弱，而且使用屮由于微粒的导电性、荷电粒子的沉降及气流的湿润等原因都会使荷屯强度逐渐减弱？”。•驻极体气体和空气过滤器空气中粉尘是六种主要的污染源之一

6、，尤其是在工业区和公共社交场所，其浓度惊人，粉尘屮通常带菌特别是病房及公共设施场所，它们严重地危及人第一章绪论东北大学硕士学位论文类的健康，因此必须进行净化;高精度的作业区，如微电了车间的超净室和光学工程车间的空气净化是必不可少的。近年来，由于工农业生产的高速发展,人类生活环境的污染加剧使得人们对生活质量的改善和环境净化的要求十分迫切。鉴于驻极体气体和空气过滤器具有低流阻，高效率及长寿命，高集尘流能力及节约能源等优点，使得这类气休和空气过滤器的研究发展十分迅速。它于世纪年代开始起步,世纪年代已经实现了产业化生产。口前多数大公司生产的中央和家用空调设备中已较广泛地采用

7、驻极体空气过滤器作为基本的空气净化系统S”。带静电的过滤器不同于靠电极板集尘的静电除尘器是借助尘粒和过滤纤维之间的静电效应来提高它的捕尘效率的一种过滤器，由于在普通滤尘机理上增加了静电效应，从而使捕集效率有所提高而阻力不增加'一按产生静电效应的方法不同，可分为两种:一种是使纤维带静电的方法;另一种是外加高压电场使尘粒充分荷电的方法。采用纤维荷电，屮性粉尘在靠近纤维时会产生符号相反的镜像电荷，从而在两者Z间产生吸引力使效率提高,见表】・。由于造价、可靠性、空间布置以及高压电源对人体和生产设备的影响原I大I,应用不很广泛。相形之下，滤料带电过滤器的应用却引人关注。表