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特殊性能的非织造布:高性能纤维非织造布
2013-06-06 11:38:14 作者:网站整理来源:

  高性能纤维非织造布是一类具有高强度、高模量、良好耐热性和耐化学性等特殊性能的非织造布,它可以满足航空航天、国防、海洋、土木建筑、交通运输中的某些特殊要求。美国杜邦公司的芳香族聚酰胺纤维,日本东洋纺的聚苯并咪唑,荷兰DMS公司、日本东洋纺以及美国联信公司的超高分子量聚乙烯,日本东丽公司的碳纤维等高附加值纤维,在非织造布新品种的开发中扮演着越来越重要的角色。
  超高分子量聚乙烯供不应求
  目前全世界超高分子量聚乙烯纤维产量总和仅有1万吨左右,全世界年需求量约为5万吨。专家预测,未来10年内每年的市场需求量将在10万吨以上。
  超高分子量聚乙烯纤维是当今世界三大高科技纤维之一,也是世界上最坚韧的纤维,其性能可谓“轻薄如纸、坚硬如钢。”该纤维的强度是钢铁的15倍,是碳纤维和芳纶1414(凯夫拉纤维)的2倍,是制造防弹衣的主要材料。
  由于超高分子量聚乙烯纤维的耐冲击性能好、比能量吸收大,在军事上可以制成防护衣料、头盔、防弹材料,如直升飞机、坦克和舰船的装甲防护板、雷达的防护外壳罩、导弹罩、防弹衣、防刺衣、盾牌、降落伞等,其中以防弹衣的应用最为引人注目。
  另外,超高分子量聚乙烯纤维复合材料的比弹击载荷值(U/p)是钢的10倍,是玻璃纤维和芳纶的2倍多。用该纤维增强树脂复合材料制成的防弹、防暴头盔,已成为钢盔和芳纶增强复合材料头盔的替代品。
  目前超高分子量聚乙烯纤维在世界范围内仍属于稀缺物资,全世界年需求量约为5万吨,其中美国占70%。但具备生产能力的仅有荷兰帝斯曼公司(DSM)、美国霍尼韦尔公司(Honeywell)、日本东洋纺公司(Toyobo)、日本三井石化公司和中国的数家公司。全世界产量总和仅有1万吨左右。
  专家预测,未来10年内超高分子量聚乙烯纤维每年的市场需求量将都在10万吨以上,市场潜力巨大。尽管荷兰帝斯曼公司、美国霍尼韦尔公司和日本三井公司近几年多次增建扩产,产量以每年8%以上的速度递增,但仍不能满足市场需求。
  针刺过滤毡根据温度选原料
  德国BWF公司推出的针刺过滤毡系列产品,根据使用温度的要求采用不同的纤维原料,产品的定量范围为350g/m2~800 g/m2,幅宽为200cm和220cm。
  非织造布过滤材料已经广泛应用于轻工、纺织、制药、电子、食品、陶瓷等领域,它与各类过滤机械或除尘设备相配套作为过滤介质使用,起到保证产品质量、降低成本和保护环境的作用。但一些环境污染特别严重的行业,如冶炼、火力发电、煤炭锅炉、城市垃圾焚化炉、建筑沥青生产等行业的高温工业炉窑所排出的尾气,不仅产尘量大、温度高,且烟气中含有诸如沥青、SO2或NOx等腐蚀性有害气体。如此苛刻的工作环境,必须选用高性能纤维原料制作的非织造布才能满足要求,例如针刺过滤毡。
  针刺过滤毡与传统机织滤材相比,孔隙率可高达70%~80%,阻力更小,尺寸更为稳定,对粉尘有强烈的截留和阻筛作用,并可快速形成粉尘层,进行二次高效收尘,从而遏制粉尘的深度渗透,易于清灰。同时,由于采用高性能纤维原料,因此制得的过滤毡能耐高温、抗腐蚀,且尺寸稳定,用于高温烟气净化十分合适,深受用户欢迎。为了扩大产品的应用范围,可在过滤毡中添加金属纤维和其他导电纤维,使过滤毡具有抗静电性能;也可以对过滤毡进行物理表面处理或化学防护处理,使其易于清灰或者能够防油污、防水等。
  德国BWF公司推出的针刺过滤毡系列产品,可以根据使用温度的要求采用不同的纤维作为原料,产品的定量范围为350g/m2~800g/m2,幅宽分为200cm和220cm两种,可按用户要求剪切、制成袋式气体过滤袋,粉尘排入浓度均小于100mg,达到国际要求的排放水平。该针刺过滤毡可用于燃煤锅炉、垃圾焚烧、金属或非金属冶炼、沥青加工、发电、炭黑工业、化肥工业、陶瓷工业、煤粉气化等各工业粉尘的回收与过滤。
  自我修复纤维的纳米级结构
  遭遇小型物体高速撞击时,聚氨酯纳米材料会“融化”成液体,从而阻止小型物体前进,并堵住它们的撞击入口,完成自我修复,而肉眼却看不出它有什么破损。
  美国莱斯大学的研究人员正在研究一种新型高性能聚氨酯纳米材料,该材料不仅能够阻挡子弹的射击,而且还能进行自我修复。在试验中,研究人员朝这种材料射出小型玻璃珠,结果显示它可有效抵挡玻璃珠的撞击。
  负责该项目的研究组成员内德·托马斯在莱斯大学的网站上表示,这将是一种很好的新型防弹玻璃材料。当遭遇小型物体高速撞击时,这种复杂的聚氨酯纳米材料会“融化”成液体,从而阻止小型物体前进,并堵住它们的撞击入口,完成自我修复。然而肉眼却看不出这种材料有什么破损,因为表面看上去它既没有弯曲,也没有断裂。
  目前,研究人员已经设法获得这种材料的横断面结构,以观察子弹的射入深度,并将根据这一深度来确定未来防弹材料的厚度。托马斯表示:“横断面的结构展示了子弹的渗透过程,这将有助于我们了解究竟是何种纳米级结构让这种材料成为高性能、低重量的防弹材料。”
 

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