汽車空氣濾清器過濾用材料的結(jié)構(gòu)與性能及其新產(chǎn)品研發(fā)

馮建永， 張建春， 張 華， 楊大祥

(1. 東華大學(xué) 紡織學(xué)院，上海 201620; 2.總后勤部軍需裝備研究所，北京 100082; 3.裝甲兵工程學(xué)院，北京 100072)

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汽車空氣濾清器過濾用材料的結(jié)構(gòu)與性能及其新產(chǎn)品研發(fā)

馮建永1，2， 張建春2， 張 華2， 楊大祥3

(1. 東華大學(xué) 紡織學(xué)院，上海 201620; 2.總后勤部軍需裝備研究所，北京 100082; 3.裝甲兵工程學(xué)院，北京 100072)

為研究汽車空氣濾清器濾芯用過濾材料在使用前后的結(jié)構(gòu)變化以及雜質(zhì)顆粒對其性能的影響，收集了1組規(guī)格相同的使用前后的汽車空氣濾清器并且取下過濾材料，分別采用SEM、FT-IR、DTA、TG分析過濾材料在使用前后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化。同時，研究過濾材料在使用前后的面密度、厚度、透氣率、斷裂強(qiáng)力及伸長、平均孔徑、最大孔徑、過濾精度、壓降流量的變化情況。結(jié)果表明，過濾材料在使用前后的結(jié)構(gòu)及性能均有顯著變化，雜質(zhì)顆粒的存在會對過濾材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物理性能以及過濾性能產(chǎn)生影響。在此基礎(chǔ)之上，開發(fā)了3種不同的新過濾材料并且將其性能進(jìn)行比較。

汽車空氣濾清器; 過濾材料; 內(nèi)部結(jié)構(gòu); 物理性能

汽車濾清器包括空氣過濾、機(jī)油過濾和燃油過濾[1]。經(jīng)過市場調(diào)研，汽車機(jī)油濾清器濾芯用過濾材料也常常用作空氣濾清器過濾，由于空氣過濾材料和機(jī)油過濾材料的通用性，所以在研究汽車機(jī)油濾清器濾芯用過濾材料過程中，也有必要對汽車空氣濾清器濾芯用過濾材料的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行分析。

空氣濾清器的作用就是對雜質(zhì)顆粒進(jìn)行過濾去除，凈化進(jìn)入氣缸的空氣，如果雜質(zhì)顆粒沒有除凈[2-3]，在使用過程中會使缸筒、活塞的磨損程度增加[4-5]。在過濾過程中，過濾材料、空氣以及雜質(zhì)顆粒與過濾效果密切相關(guān)。科研人員試圖模擬過濾材料上雜質(zhì)顆粒被攔截截留的過濾過程[6-8]及堵塞情況[9-10]，并且將過濾一段時間后的材料與使用前的過濾材料進(jìn)行比較。通過模擬，可以知道過濾材料上攔截的雜質(zhì)顆粒質(zhì)量以及過濾過程[11]，也可以通過控制過濾時間和雜質(zhì)顆粒濃度來比較過濾材料在使用前后的結(jié)構(gòu)變化。但這種模擬只是通過掃描電鏡和壓降結(jié)果進(jìn)行比較，比較的參數(shù)較少，不夠全面。實(shí)際應(yīng)用中，過濾過程隨著汽車行駛路程不同，雜質(zhì)顆粒濃度是變化的。

在模擬過程中[11]，將雜質(zhì)顆粒濃度設(shè)定為恒定值，而實(shí)際的汽車空氣濾清器過濾過程比較復(fù)雜。為了研究汽車空氣濾清器濾芯用過濾材料的過濾情況，有必要研究實(shí)際的使用狀態(tài)而不僅僅是模擬。實(shí)際使用過程中，過濾時間和雜質(zhì)顆粒濃度很難知道，只能知道汽車空氣濾清器濾芯用過濾材料在使用前的初始狀態(tài)以及使用報廢后的最終狀態(tài)。

本文主要研究汽車空氣濾清器在使用前后的結(jié)構(gòu)及性能變化。根據(jù)市場調(diào)研情況，收集了1組規(guī)格相同的汽車空氣濾清器，一個是新的未使用的濾清器，另一個是使用報廢后的濾清器，然后對使用前后的過濾材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)及性能的比較。根據(jù)汽車空氣濾清器濾芯用過濾材料在使用前后的變化情況，掌握過濾材料在使用前后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、厚度、面密度、透氣率、斷裂強(qiáng)力及伸長、平均孔徑、最大孔徑、過濾精度、流量特性的變化規(guī)律，進(jìn)而為開發(fā)過濾材料提供技術(shù)參考。

1 試驗(yàn)部分

1.1 空氣濾清器過濾用材料

圖1 汽車空氣濾清器及過濾材料Fig.1 Automobile air filter and filteration material. (a) Automobile air filter; (b) New material;(c) Used material

使用前后的汽車空氣濾清器及過濾材料如圖1所示。圖1(a)中左邊是使用前的濾清器，右邊是使用后報廢的濾清器，2個濾清器均是相同的材料和型號。從濾清器上拆卸下來的材料如圖1(b)、(c)所示。使用前濾清器的過濾材料是黃色，使用后由于顆粒雜質(zhì)的污染使過濾材料變?yōu)楹诨疑?。所用過濾材料為采用濕法造紙工藝制備的棉木漿濾紙。

1.2 材料結(jié)構(gòu)及性能測試

采用JSM-6360LV掃描電鏡觀察空氣濾清器過濾材料在使用前后的表面情況。采用NICOLET NEXUS 670型傅里葉紅外光譜儀測試過濾材料在使用前后的紅外光譜。采用差熱分析儀測試過濾材料在使用前后的物理及化學(xué)變化。

采用AR2140電子天平測試過濾材料的定量。參照GB/T 3820—1997《紡織品和紡織制品厚度的測定》，采用YG141N型織物厚度儀測試過濾材料厚度。測試條件為：施壓質(zhì)量100 g， 加壓時間30 s。

參照 GB/T 5453—1997 《紡織品 織物透氣性的測定》，采用YG461E型電腦式透氣率測試儀測試過濾材料的透氣率。測試條件：測試面積為20 cm2，壓差為100 Pa，噴嘴為4#。

參照GB/T 3923.1—1997《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定 條樣法》，采用YG065型強(qiáng)力儀測試過濾材料的力學(xué)性能。沿折疊方向?qū)⑦^濾材料裁成25 cm× 5 cm的矩形試樣，實(shí)際夾持長度為20 cm× 5 cm，采用條樣法進(jìn)行測試，等速拉伸速度為100 mm/min。

參照GB 5249—1985《可滲透性燒結(jié)金屬材料 氣泡試驗(yàn)孔徑的測定》，采用MP-15Kβx冒泡試驗(yàn)儀測試過濾材料的平均孔徑、最大孔徑和過濾精度。測試條件：所用試驗(yàn)液為異丙醇，接觸角θ為0°，cosθ=1，測試面積為100 cm2, 則孔徑d=4γ/△p，γ為異丙醇的表面張力，N/m;△p為過濾材料上的壓力，Pa。測試過程中，過濾材料表面會冒出第1個氣泡，隨后會出現(xiàn)許多氣泡，稱之為群泡，分別記錄第1個氣泡出現(xiàn)時的壓力及隨后出現(xiàn)的群泡壓力，利用公式d=4γ/△p分別計算第1個氣泡壓力和群泡壓力下的孔徑。其中，第1冒泡點(diǎn)壓力計算出的是最大孔徑，群泡壓力計算出的是平均孔徑。過濾精度是在過濾效率E=95%條件下，利用MP-15Kβx冒泡試驗(yàn)儀在一定孔徑時測試過濾材料所對應(yīng)的過濾精度。在實(shí)際應(yīng)用中，過濾精度值越小，表示過濾材料對雜質(zhì)顆粒的過濾效果越好。

參照ISO 3968—2001《液壓傳動、過濾器 壓降與流量特性關(guān)系的評定》，測試過濾材料的流量壓降。測試條件：試驗(yàn)液黏度為15 mm2/s，濾材有效面積為100 cm2。

2 結(jié)果與討論

2.1 使用前后過濾材料的形貌

用掃描電鏡觀察使用前后過濾材料的表面形貌，如圖2所示。

圖2 空氣過濾用材料使用前后的SEM照片F(xiàn)ig.2 SEM images of air filter material before and after application.(a) New material (×100); (b) New material (×1 000);(c) Used material (×100); (d) Used material (×500)

從圖2可看出，空氣濾清器過濾材料在使用前有較好的孔隙特征，孔隙處沒有任何雜質(zhì)。使用之后，過濾材料表面孔隙及內(nèi)部孔隙均有雜質(zhì)顆粒被截留的情況。由于只比較過濾材料使用前后的結(jié)構(gòu)變化，對于雜質(zhì)顆粒的5種過濾機(jī)制(材料孔隙直接攔截機(jī)制、雜質(zhì)顆粒因?yàn)橹亓ψ饔玫某练e機(jī)制、雜質(zhì)顆粒的慣性碰撞機(jī)制、布朗擴(kuò)散機(jī)制以及靜電吸附機(jī)制)不予考慮。因?yàn)殡s質(zhì)顆粒的大小、形狀、分布、濃度均未知，只比較最初的狀態(tài)和最終的狀態(tài)。

2.2 使用前后過濾材料的紅外光譜分布

汽車空氣濾清器濾芯過濾材料使用前后的紅外光譜如圖3所示。由圖可知，使用前后過濾材料的紅外光譜在3 331、2 898、1 023 cm-1處的吸收峰有明顯差異。實(shí)際上，在3 400～3 200、2 900～2 880、1 300～1 000 cm-1區(qū)域的變化峰分別是由—OH伸縮振動、—CH伸縮振動和—CO伸縮振動引起[12]。這3處的峰形也有差異，過濾材料在使用前的峰形較尖，使用后的吸收峰峰形變?nèi)?。由于使用后的過濾材料上截留了一些雜質(zhì)顆粒，這些雜質(zhì)顆粒導(dǎo)致過濾材料在使用前后的吸收峰峰形有所不同。

圖3 空氣過濾用材料使用前后的紅外光譜分析Fig.3 FT-IR analysis of air filter material before and after application

2.3 使用前向過濾材料的差熱及熱重分析

汽車空氣濾清器過濾材料在使用前后的差熱曲線及熱重曲線如圖4所示。由圖4(a)可知，當(dāng)溫度低于300 ℃或高于450 ℃時，使用前后過濾材料的差熱曲線重合。而在300～450 ℃之間的2條曲線有顯著差異，使用后過濾材料的峰位后移，峰形突出，峰寬減小，峰高增加，2種材料的放熱峰不同。根據(jù)圖4(b)可知，使用前后過濾材料的熱重變化曲線也有顯著差異，在300～450 ℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，過濾材料的質(zhì)量急劇減小，在溫度高于450 ℃時，質(zhì)量趨于穩(wěn)定。在溫度變化過程中，過濾材料上截留的雜質(zhì)顆粒會影響過濾材料的質(zhì)量變化及分解程度，并且使熱穩(wěn)定性減弱。

圖4 空氣過濾用材料使用前后的差熱曲線Fig.4 DTA (a) and TG (b) curves of air filter material before and after application

2.4 物理性能變化分析

在物理性能分析比較中，主要研究過濾材料在使用前后的厚度、面密度、透氣率、斷裂強(qiáng)力及伸長的變化情況。

2.4.1 厚度變化

空氣濾清器過濾材料使用前后的厚度變化如表1所示?？梢钥闯?，使用后厚度增加0.353 4 mm。這是由于使用后的空氣過濾材料上截留了一些雜質(zhì)顆粒，致使過濾材料的厚度增加。在過濾過程中，會有一些液體浸濕及浸潤，使過濾材料的厚度增加(在拆卸材料時發(fā)現(xiàn)，使用后的過濾材料有小部分是潮濕狀，由于液體的吸濕膨脹作用也會引起材料的厚度增加，不過在測試過程中從整體過濾材料上裁剪的測試試樣是未浸濕的部分)。

2.4.2 面密度變化

空氣濾清器過濾材料使用前后的面密度變化如表1所示。過濾后面密度增加了6.46 g/m2。面密度的變化情況和過濾介質(zhì)的厚度變化情況相似，其原因也和厚度的變化相同。

表1 過濾材料在使用前后的物理性能變化Tab.1 Physical properties change of filtration material before and after application

2.4.3 透氣率變化

空氣濾清器過濾材料在使用前后的透氣率降為339.366 mm/s(見表1)。主要原因可以用過濾材料平均孔徑和最大孔徑的變化進(jìn)行解釋。使用后過濾材料的平均孔徑和最大孔徑均減小，從而造成過濾材料的透氣率降低。

2.4.4 斷裂強(qiáng)力及伸長變化

空氣濾清器過濾材料使用前后的拉伸性能如表2所示。從表中數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長、斷裂伸長率、斷裂時間、斷脫強(qiáng)力、斷脫伸長率、斷脫伸長、斷裂功等物理指標(biāo)均有不同程度的減小。主要原因是在使用過程中過濾材料的結(jié)構(gòu)被破壞，由于機(jī)械作用以及一些顆粒的相互作用也會使過濾材料的強(qiáng)力及伸長減小。

表2 過濾材料在使用前后的性能變化Tab.2 Tensile properties change of filtration material before and after application

2.5 過濾性能變化分析

在表征過濾性能的指標(biāo)中，用平均孔徑、最大孔徑、過濾精度、壓降流量指標(biāo)來表征過濾材料的過濾性能。

2.5.1 孔徑變化

平均孔徑和最大孔徑的變化如表3所示?？梢钥闯觯褂煤筮^濾材料的平均孔徑和最大孔徑均減小。主要原因是雜質(zhì)顆粒被截留在過濾材料表面，堵塞了過濾材料的部分孔隙，使得孔徑減小。孔徑測試是根據(jù)毛細(xì)管原理進(jìn)行的，測試結(jié)果如圖5所示。

在測試孔徑時，使用后的過濾材料已經(jīng)截留有雜質(zhì)顆粒，此時的測試結(jié)果含有一些雜質(zhì)顆粒的直徑。使用前后過濾材料的平均孔徑分別記為d1和d2，將雜質(zhì)顆粒直徑記為d3，單位均為μm，顯然d1>d2。雜質(zhì)顆粒的個數(shù)為i，則

表3 過濾材料在使用前后的孔徑及過濾精度的變化Tab.3 Pore diameter and filtration accuracy change of filtration material

圖5 空氣過濾材料使用前后的孔徑測試結(jié)果Fig.5 Analysis of pore diameter change of air filtration material before and after application.(a)New material; (b)Material in use; (c) Used material

2.5.2 過濾精度變化

空氣過濾材料的過濾精度變化見表3。使用前的過濾精度為28.1 μm，使用后的過濾精度為21.5 μm，過濾精度明顯減小，減小原因可以用孔徑的變化進(jìn)行解釋，如圖2(c)、(d)以及圖5(b)、(c)所示。由于過濾材料上截留的雜質(zhì)顆粒進(jìn)行架橋以及一些孔隙被堵塞，使得過濾材料的孔徑減小，此時對一些較小雜質(zhì)顆粒的過濾效果變好。

2.5.3 流量壓降特性變化

壓降流量測試過程如圖6所示。試驗(yàn)前，需將試樣裁剪成面積為A的圓形試樣，當(dāng)流體以q的流量通過面積為A、厚度為L的圓形試樣時，會在過濾材料兩側(cè)產(chǎn)生壓差(或壓降)△p。

圖6 壓降-流量測試過程Fig.6 Process of pressure drop-flow experiment

試驗(yàn)前，先讓流體通過試驗(yàn)夾具，記錄不同流量時試驗(yàn)夾具上的壓差Q0，然后將面積為A的圓形試樣放在試驗(yàn)夾具中，再讓流體通過，記錄此時的總成壓差Q1，則過濾材料兩側(cè)的壓差△p=Q1-Q0。

使用前后過濾材料的流量與壓差變化如圖7所示?？梢钥闯?，2條曲線基本重合，僅在流量為1 L/min時有較小差異。在流量為1 L/min時，使用后的過濾材料兩側(cè)壓差為9.5 kPa，而使用前的過濾材料兩側(cè)壓差為9 kPa。使用后的過濾材料兩側(cè)壓差較大，這是因?yàn)槭褂煤筮^濾材料孔徑減小的原因。由此可見，在試驗(yàn)開始階段較小流量時，使用后的過濾材料兩側(cè)壓差較大，而使用前的過濾材料兩側(cè)壓差較小。隨著流量的繼續(xù)增加，2條曲線基本重合，無論是使用前還是使用后，過濾材料兩側(cè)的壓差已經(jīng)沒有變化。

圖7 過濾材料的流量特性變化Fig.7 Pressure drop and fluid performance of filtration material

3 新型過濾材料的開發(fā)

分析棉木漿濾紙在使用前后的結(jié)構(gòu)及性能，主要是為了開發(fā)新的過濾材料。由于市場上所用的過濾材料大都是濾紙(主要有棉木漿濾紙和玻璃纖維濾紙)。而與棉相比，大麻具有較強(qiáng)的吸附性能。本文的目的是嘗試開發(fā)大多麻過濾材料并研究其過濾性能，探討產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的可行性。

3.1 大麻機(jī)織物過濾材料

在開發(fā)機(jī)織物過濾材料過程中，面密度、厚度、孔徑、紗線的線密度是關(guān)鍵參數(shù)，由于棉木漿濾紙的面密度是149.43 g/m2，厚度是1.161 2 mm，所以在開發(fā)大麻機(jī)織物過濾材料時首先是面密度上接近棉木漿濾紙。但利用大麻股線開發(fā)的大麻機(jī)織物面密度是188.27 g/m2，比棉木漿濾紙要大。大麻機(jī)織物的織造工藝參為：筘外幅149 cm，內(nèi)幅148 cm，內(nèi)經(jīng)數(shù)3 700根，邊經(jīng)數(shù)20根×2，總經(jīng)數(shù)3 740根，上機(jī)緯密200根10cm，經(jīng)紗和緯紗均為41.67 tex純大麻股線?？椢锝M織為平紋，厚度為0.46 mm，經(jīng)密為250根10cm，緯密為200根10cm。

圖8示出純大麻機(jī)織物的掃描電鏡照片。表4示出孔徑及過濾精度的試驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明利用機(jī)織物作為過濾材料的孔徑較大，過濾精度較高。

圖8 純大麻機(jī)織物Fig.8 Hemp woven fabric

群泡壓力/Pa平均孔徑/μm第1冒泡點(diǎn)壓力/Pa最大孔徑/μm過濾精度/μm480185458194683

3.2 大麻非織造布過濾材料

由于大麻纖維比較剛硬，使用100%大麻纖維生產(chǎn)非織造布時，機(jī)器難于加工，所以考慮采用一種比較柔軟的纖維進(jìn)行混合，本文用大麻纖維和棉纖維進(jìn)行混合，分別用干法成網(wǎng)中的水刺及針刺工藝制備。在開發(fā)產(chǎn)品過程中，也是讓厚度和面密度盡量接近棉木漿濾紙，然后再將開發(fā)的新過濾材料與棉木漿濾紙的過濾性能進(jìn)行比較。采用光學(xué)顯微鏡測試?yán)w維細(xì)度，結(jié)果如表5所示。

表5 2種纖維直徑測量結(jié)果Tab.5 Fiber diameter of two kinds of fibers

本文所用大麻纖維和棉纖維的平均細(xì)度分別為14.306 μm和14.750 μm。圖9示出2種大麻非織造布的掃描電鏡照片(利用JSM-5610掃描電子顯微鏡拍攝)。大麻/棉(60/40)在相同的開松、混合、梳理、成網(wǎng)工藝條件下，分別采用水刺工藝和針刺工藝進(jìn)行加固形成非織造布，其規(guī)格孔徑及過濾精度見表6。由表可知，與水刺非織造布相比，大麻/棉針刺非織造布的平均孔徑、最大孔徑和過濾精度均較大，所以大麻/棉水刺非織造布具有較好的過濾性能。

圖9 大麻/棉(60/40)非織造布 Fig.9 Hemp/cotton (60/40) nonwoven. (a) Spunlaced nonwovens(×100); (b)Spunlaced nonwoven(×1 000); (c) Needle-laced nonwoven(×100); (d) Needle-laced nonwoven(×1 000)

非織造布類別厚度/mm面密度/(g·cm-2)群泡壓力/Pa平均孔徑/μm第1冒泡點(diǎn)壓力/Pa最大孔徑/μm過濾精度/μm水刺非織造布1．173152．7312746971236718267針刺非織造布1．718143．7782010827561174414

3.3 大麻稈芯紙過濾材料

大麻稈的韌皮可以制備大麻纖維，用于紡織加工，但稈芯用途較少。為了充分利用大麻稈芯，可以用來制備大麻稈芯超細(xì)粉體，也可以制備大麻粘膠纖維及大麻紙，本文側(cè)重所制備的大麻紙的過濾性能。其制備方法是濕法造紙工藝，制備的紙是麻漿紙，厚度為0.64 mm，面密度為79.23 g/m2，如圖10所示(利用FEI QUANTA250掃描電子顯微鏡拍攝)。用相同的孔徑測試儀器冒泡法試驗(yàn)測試大麻紙的孔徑時，結(jié)果測試不出來，冒泡一直在材料的兩側(cè)，并且群泡和第1冒泡沒有明顯差異，導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確。不過根據(jù)掃描電鏡的結(jié)果可以看出大麻稈芯紙具有較小的孔徑。

圖10 大麻稈芯紙F(tuán)ig.10 Hemp paper

3.4 過濾材料的壓降流量特性比較

讓相同的流體流過開發(fā)的3種過濾材料，將測試結(jié)果與棉木漿濾紙的壓降流量特性進(jìn)行比較，結(jié)果如表7所示。結(jié)果表明，開發(fā)的大麻稈芯紙具有較大的壓降，而大麻機(jī)織物的壓降基本為零(這是由于大麻機(jī)織物的孔徑較大的原因，試驗(yàn)油液可以直接流過，沒有任何阻力，過濾效果較差)，只有大麻/棉水刺非織造布的壓降與棉木漿濾紙比較接近，孔徑也比較接近。將新開發(fā)的過濾材料的性能與棉木漿濾紙進(jìn)行比較，開發(fā)的大麻/棉水刺非織造布具有較好的性能。在此基礎(chǔ)上，將小樣中試生產(chǎn)的大麻/棉水刺非織造布制成平板狀汽車濾清器，外觀如圖11所示。

表7 壓降流量特性比較Tab.7 Comparison of pressure drop

圖11 大麻/棉平板狀汽車濾清器Fig.11 Hemp/cotton flat automobile filter

4 結(jié) 語

本文主要研究了汽車空氣濾清器濾芯用過濾材料在使用前后的結(jié)構(gòu)及性能變化，對2種過濾材料的外觀、結(jié)構(gòu)、物理性能及過濾性能進(jìn)行比較。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了3種不同的過濾材料，并且對這3種過濾材料的性能進(jìn)行比較。

1)過濾材料在使用前后的外觀、結(jié)構(gòu)、物理性能以及過濾性能均有差異，雜質(zhì)顆粒的存在對過濾材料的性能有一定影響。

2)雜質(zhì)顆粒被截留在過濾材料的表面孔隙及內(nèi)部孔隙，雜質(zhì)顆粒的存在會影響紅外光譜吸收峰的峰形變化。在溫度變化過程中，雜質(zhì)顆粒也會影響過濾材料的質(zhì)量變化及分解程度，使得熱穩(wěn)定性減弱。

3)雜質(zhì)顆粒會對過濾材料的物理性能有一定影響，在使用過程中，由于雜質(zhì)顆粒的存在，過濾材料的定量和厚度會增加，而透氣率、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長、斷裂伸長率、斷裂時間、斷脫強(qiáng)力、斷脫伸長率、斷脫伸長、斷裂功均有不同程度的減小。

4)過濾材料上截留的雜質(zhì)顆粒會影響過濾性能，使過濾材料的平均孔徑和最大孔徑減小，在過濾過程中對較小顆粒的過濾效果變好。

5)在流體通過過濾材料的起始階段，當(dāng)流體的流量較小時，雜質(zhì)顆粒的存在會使過濾材料兩側(cè)的壓差增大。當(dāng)流體的流量不斷增加時，雜質(zhì)顆粒對于過濾材料兩側(cè)產(chǎn)生的壓降幾乎沒有影響。

6)大麻機(jī)織物和大麻稈芯紙的過濾性能較差，大麻機(jī)織物的孔徑較大，試驗(yàn)液體可以直接流過，而大麻稈芯紙的孔徑較小，試驗(yàn)液不能很好的流過，壓差較大。將大麻/棉水刺非織造布與大麻/棉針刺非織造布和棉木漿濾紙的過濾性能進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，大麻/棉針刺非織造布的的過濾性能較差，而大麻/棉水刺非織造布具有較好的性能。在此基礎(chǔ)上，小樣中試生產(chǎn)了大麻平板狀汽車濾清器。

FZXB

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Properties and new product developement of automobile air filter filtration material

FENG Jianyong1，2，ZHANG Jianchun2，ZHANG Hua2，YANG Daxiang3

(1.CollegeofTextiles,DonghuaUniversity,Shanghai201620,China; 2.TheQuartermasterResearchInstituteofGeneralLogisticsDepartmentofthePLA,Beijing100082,China; 3.ArmoredForceEngineeringInstitute,Beijing100072,China)

This paper is mainly regarding to the structure and performance change of automobile air filter and its two different stage of filtration material before filtration and after filtration. With the purpose of experiment is to research the influence of impurity particles on filtration property. Firstly a group of same automobile air filters are collected from market and the filtration material is taken off, then SEM,FT-IR,DTA and TG are adopted to analyze the internal structure, respectively. Meanwhile, other instruments were applied to characterize the performance change of this two different filtration materials, for instance, the weight, thickness, air permeability, breaking strength and elongation, average pore diameter, maximum pore diameter, filtration accuracy and the changes of flow and pressure drop. The results shown that there is an obvious difference between structure and performance of the new filtration material and used material.The deposition of impurity particles on internal pore space surface pore space of filtration material has an important influence on internal structure, physical property and filtration property. And the main purpose is to develop the new filtration materials and to make a deep comparison of filtration properties among them.

automobile air filter; filtration material; structure; physical property

0253- 9721(2013)06- 0058- 09

TS 176.5

A

2012-03-20

2013-02-25

馮建永(1983—)，男，博士生。主要研究方向?yàn)榧徔棽牧霞爱a(chǎn)品設(shè)計。張建春，通信作者，E-mail: jianchunzhang502@263.net。