不同細(xì)度玻纖針刺復(fù)合氈的耐酸性研究

呂艷如，周 蓉

(青島大學(xué)，山東 青島 266071)

不同細(xì)度玻纖針刺復(fù)合氈的耐酸性研究

呂艷如，周 蓉

(青島大學(xué)，山東 青島 266071)

文章對不同玻纖細(xì)度的針刺復(fù)合氈進(jìn)行皂洗和酸處理，再測量其克重、厚度、透氣率和拉伸斷裂強(qiáng)力，以研究不同玻纖細(xì)度的針刺氈的耐酸性，發(fā)現(xiàn)不同酸處理條件下玻纖細(xì)度較小的針刺氈在厚度和拉伸斷裂強(qiáng)力方面變化較小，酸的濃度和加熱溫度低對針刺氈的克重影響較小，玻纖細(xì)度較大的透氣率變化較大。

細(xì)度；玻璃纖維針刺氈；預(yù)處理；耐酸性；性能影響

當(dāng)前，中國經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入高速發(fā)展的階段，以能源、資源消耗為主的重工業(yè)(電力、建材、冶金、化工等)發(fā)展迅速。而高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。為了減少環(huán)境污染，降低環(huán)境保護(hù)的成本，空氣過濾材料已被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)當(dāng)中[1]，市場對過濾材料的要求也越來越高，逐漸向耐高溫、高效方面發(fā)展[2]。耐高溫空氣過濾材料是國內(nèi)外研究熱點之一。玻璃纖維作為傳統(tǒng)的過濾材料之一，用途廣泛，具有耐高溫、抗腐蝕的優(yōu)點，但性脆，耐磨性較差。它與其他耐高溫纖維制成的復(fù)合材料可以很好地克服這些缺點，因此玻璃纖維針刺復(fù)合氈被廣泛使用。但是目前過濾材料的市場競爭激烈，為了在激烈的競爭中能夠脫穎而出，需改善玻璃纖維針刺氈的性能以使其能被更好的應(yīng)用。本試驗采用鹽酸處理方法對玻璃纖維進(jìn)行皂洗、酸處理、烘干等的預(yù)處理，將玻纖針刺氈表面刻蝕，使其能夠更好地與催化劑如TiO2、MnO2等復(fù)合。

1 試驗

本試驗中所用到的玻璃纖維針刺復(fù)合氈是由無堿玻纖、寶德綸(聚芳惡二唑纖維)、芳綸、P84(聚酰亞胺纖維)等成分組成，無堿玻纖有不同的細(xì)度，本試驗選取了其中三種細(xì)度做研究，分別是16.67 tex、12.5 tex、6.25 tex，分別標(biāo)記為試樣1、試樣2、試樣3。酸處理前，先對試樣皂洗，具體流程為：按GB/T 3921—2008配制皂液500 mL，常溫下將針刺氈完全浸泡2 h，再用清水洗滌后自然晾干。采用三種不同的酸處理方式，酸處理Ⅰ：鹽酸濃度5%、加熱溫度55℃；酸處理Ⅱ：鹽酸濃度10%、加熱溫度55℃；酸處理Ⅲ：鹽酸濃度10%、加熱溫度65℃。三種酸處理的加熱時間皆為50 min。烘干時，烘箱的溫度設(shè)定為110℃。將烘干并冷卻調(diào)濕的酸處理針刺氈試樣、皂洗處理針刺氈試樣和未處理針刺氈試樣在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行克重、厚度、透氣率、拉伸強(qiáng)力試驗。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 克重測試

對未處理的、皂洗處理和經(jīng)過不同酸處理的不同細(xì)度玻璃纖維針刺氈進(jìn)行克重測試，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4669—2008進(jìn)行，取不同細(xì)度的針刺氈試樣各6塊，用電子天平稱重，其測試平均結(jié)果見表1。

表1 玻纖針刺氈克重

從表1中可以看出，未處理的玻璃纖維復(fù)合針刺氈中，試樣1的克重最小，試樣3的克重最大，試樣2的克重在二者之間。經(jīng)過皂洗處理后，試樣1的克重最小，試樣3的克重最大，試樣2的克重在二者之間。且與未處理的針刺氈相比較，經(jīng)過皂洗處理后試樣的克重都有所降低；酸處理Ⅰ后，試樣2的克重最大，試樣1的其次，試樣3的克重最小，與未處理前相比，三者克重都降低且試樣3的克重下降幅度最大；酸處理Ⅱ后，試樣2的克重最大，試樣3的其次，試樣1的克重最小，與未處理前相比，三者克重都下降且試樣1的克重下降幅度最大；酸處理Ⅲ后，試樣2的克重最大，試樣3的其次，試樣1的克重最小，與未處理前相比，三者克重都下降且試樣1的克重下降幅度最大。

2.2 厚度測試

將未處理的、皂洗處理和經(jīng)過不同酸處理的不同細(xì)度玻璃纖維針刺氈放在織物厚度儀上進(jìn)行厚度測試，方法參照《GB/T 24218.2—2009紡織品 非織造布試驗方法 第2部分：厚度的測定》，試驗的結(jié)果見表2。

表2 針刺氈的厚度

從表2的數(shù)據(jù)可以看出，未處理的玻璃纖維針刺氈，試樣1的厚度與試樣3的厚度相同，試樣2的厚度最大。在皂洗處理后，試樣1的厚度最大，試樣2的厚度其次，試樣3的厚度最小，與未處理前相比，試樣2的厚度下降幅度最大；酸處理Ⅰ后，試樣2的厚度最大，試樣3的厚度其次，試樣1的厚度最小，與未處理前相比，試樣1的厚度下降幅度最大；酸處理Ⅱ后，試樣3的厚度最大，試樣1的厚度其次，試樣2的厚度最小，與未處理前相比，試樣2的厚度下降幅度最大；酸處理Ⅲ后，試樣3的厚度最大，試樣1的厚度其次，試樣2的厚度最小，與未處理前相比，試樣2的厚度下降幅度最大。

2.3 透氣率測試

對于透氣性來說，玻璃纖維針刺氈的透氣率越高，其透氣性越好。在本次試驗中，試樣透氣率測試用的噴嘴直徑為70 mm，要在試樣的不同部位測試6次取平均值，其測試的結(jié)果見表3。

表3 針刺氈的透氣率

從表3可以看出，未處理試樣1的透氣率最強(qiáng)，試樣2其次，試樣3的透氣率最低；皂洗處理后，試樣1的透氣率最強(qiáng)，試樣2其次，試樣3的透氣率最低，與未處理的玻纖針刺氈相比，試樣3的透氣率增加的幅度最大；經(jīng)過酸處理Ⅰ后，試樣1的透氣率最強(qiáng)，試樣2其次，試樣3最低，與未處理前相比，試樣1的透氣率增加幅度最大；經(jīng)過酸處理Ⅱ后，試樣1的透氣率最強(qiáng)，試樣2其次，試樣3最低，與未處理前相比，試樣3的透氣率增加幅度最大；經(jīng)過酸處理Ⅲ后，試樣1的透氣率最強(qiáng)，試樣2其次，試樣3最低，與未處理前相比，試樣的3透氣率增加幅度最大。

2.4 拉伸斷裂強(qiáng)力測試

使用電子織物強(qiáng)力儀對未處理和經(jīng)過不同酸處理的玻璃纖維針刺氈進(jìn)行拉伸斷裂強(qiáng)力測試，試樣規(guī)格為5 cm×20 cm，測試次數(shù)為6次，取平均值。因為玻纖針刺復(fù)合氈具有各向同性，經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)其橫強(qiáng)和縱強(qiáng)相差不大，因此只列出橫強(qiáng)測試結(jié)果，測試結(jié)果見表4。

表4 針刺氈的拉伸斷裂強(qiáng)力

從表4中可以看出，未處理時，試樣3橫強(qiáng)最大，試樣1其次，試樣2橫強(qiáng)最小。經(jīng)過酸處理Ⅰ后，試樣3橫強(qiáng)最大，試樣2其次，試樣1最小，試樣1橫強(qiáng)下降幅度最大；經(jīng)過酸處理Ⅱ后，試樣3橫強(qiáng)最大，試樣2其次，試樣1最小。與未處理相比，試樣1橫強(qiáng)下降幅度最大；經(jīng)過酸處理Ⅲ后，試樣3橫強(qiáng)最大，試樣2其次，試樣1最小。與未處理相比，試樣1橫強(qiáng)下降幅度最大。

3 結(jié)論

3.1 對于克重，酸處理Ⅱ和Ⅲ皆使16.67 tex玻纖針刺氈下降百分比最大，而酸處理Ⅰ則使6.25 tex玻纖下降百分比最大，同時酸處理Ⅲ對三種試樣影響最大，因此處理玻纖細(xì)度大的針刺氈時，可使酸的濃度、加熱溫度高一些；因此處理細(xì)度小的針刺氈時，應(yīng)盡量使酸的濃度、加熱溫度低一些。

3.2 對于厚度，無論哪種酸處理，16.67 tex玻纖和12.5 tex玻纖針刺氈的下降百分比皆大于6.25 tex玻纖針刺氈，因此在進(jìn)行酸處理時，要選用玻纖細(xì)度較小的針刺復(fù)合氈；而三種酸處理中，酸處理Ⅱ即鹽酸濃度10%，加熱溫度55℃對試樣的影響最大，因此處理玻纖針刺氈時，應(yīng)盡量避免該處理條件。

3.3 對于玻纖針刺復(fù)合氈透氣率，使用酸處理Ⅰ時，16.67 tex玻纖針刺氈的透氣率增幅最大，使用酸處理Ⅱ和酸處理Ⅲ時，6.25 tex玻纖針刺氈的透氣率增幅最大，16.67 tex的玻纖針刺氈其次，因此酸處理時可選擇細(xì)度較大的玻纖針刺復(fù)合氈。

3.4 對于玻纖針刺復(fù)合氈橫強(qiáng)，無論使用哪種酸處理，試樣1即16.67 tex玻纖針刺氈的橫強(qiáng)變化最大，下降最厲害，因此在進(jìn)行酸處理時，要選用細(xì)度小的的玻纖針刺復(fù)合氈；三種酸處理中，酸處理Ⅲ即鹽酸濃度10%，加熱溫度65℃時，三種試樣的橫強(qiáng)下降百分比最大，即酸處理Ⅲ對橫強(qiáng)影響最大，且酸處理Ⅱ的影響其次，因此處理玻纖針刺氈時，應(yīng)盡量使酸的濃度和加熱溫度低一些。

[1] 劉來紅，朱玲英.高效空氣過濾材料的發(fā)展與特點[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品，2005，23(4)：6—8.

[2] 鄧洪，嚴(yán)榮樓，徐濤，等.新型玻纖/P84復(fù)合針刺氈的開發(fā)及應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，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

呂艷如(1993—)，女，山東菏澤人，碩士研究生。

TS176+.5

B

1009-3028(2017)04-0001-03