针刺过滤材料原料特性及其供应情况.docx
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1、 针刺过滤材料原料特性及供应情况一、聚苯硫醚纤维英文名称:polyphenylene sulfide fiber中文名称: 聚苯硫醚,简称“PPS”化学分子结构图如下:聚苯硫醚,全称聚亚苯基硫醚,英文名称Polyphenylene sulfide,简称PPS。聚苯硫醚(PPS)的分子结构比较简单,分子主链由苯环和硫原子交替排列,大量的苯环赋予聚苯硫醚(PPS)以刚性,大量的硫醚键又提供柔顺性。分子结构对称,易于结晶,无极性,电性能好,不吸水。PPS是一种高结晶性芳基硫聚合物,理论密度1.44g/cm3,熔点250315,分解温度大于480,体积电阻率大于1016.cm,氧指数大于43,燃烧性能
2、达到UL94V0级,具有优良的耐热阻燃性能和电气性能。聚苯硫醚(PPS)所合成的纤维滤料可以在190温度下连续工作运行,瞬间可以承受232的高温(无其它化学成分影响)。当运行温度超过190,聚苯硫醚(PPS)纤维会发生分解。聚苯硫醚(PPS)纤维所生产的滤料具有极佳的耐酸、碱性,广泛应用于燃煤烟气的处理领域。早期,聚苯硫醚(PPS)滤料纤维主要应用于工业燃煤锅炉、二氧化钛工业的烟气处理,由于Aramid不适用于某些工况场合,可以选用聚苯硫醚(PPS)纤维滤料作为替代。但当被处理的烟气中氧(O2含量)超过10%时,运行温度超过165,PPS也会分解,如下所示。 聚苯硫醚(PPS)纤维滤料使用温度
3、(下图) 聚苯硫醚(PPS)纤维滤料与氧含量关系(下图)受排放总量控制的制约,主要城市和企业的排放标准提高(甚至30mg /m3),这是一般电除尘器难以稳定达到的,若电场增至4、5个,则在经济上不合理。我国所有在建或改造的燃煤锅炉尾气治理项目,基本上都要采用袋式除尘技术或是电袋结合技术已确保达到排放要求,聚苯硫醚(PPS)滤料在电力、垃圾焚烧等行业尾部烟气治理应用将十分广泛。u 我国过滤用聚苯硫醚PPS纤维原料市场供应情况目前我国的过滤用聚苯硫醚PPS纤维原料,国内生产企业基本上可满足目前市场需求,但还有部分用户在聚苯硫醚PPS纤维原料的选用上,会偏向选用进口PPS纤维为原材的过滤材料,由于国
4、外长期对聚苯硫醚PPS纤维原料技术与市场供应的垄断所致。随着我国在聚苯硫醚PPS领域不断的开发与研究,其品质也在不断的提高,与国外同类产品相比差距越来越小。2009年5月5日由四川得阳科技股份有限公司与中国纺织科学研究院共同承担的“高性能聚苯硫醚短纤维、长丝工程化成套技术”项目,在四川德阳通过了由中国纺织工业协会主持,中国工程院院士蒋士成、姚穆等9名行业资深专家组织的科技成果鉴定。拥有聚苯硫醚树脂2.8万吨/年的生产能力,居世界第一;拥有聚苯硫醚纤维5000吨/年生产能力。经检测,纤维性能达到了国外同类产品技术水平。 我国及国外主要生产聚苯硫醚PPS纤维原料的企业如下表企业名称备注江苏瑞泰科技
5、有限公司中国四川得阳科技股份有限公司中国东丽(TORAY)日本东洋纺(TOYOBO)日本飞利浦(PHILIP)美国拜耳公司德国二、聚四氟乙烯纤维英文名称: polytetrafluroethylene fiber中文名称: 聚四氟乙烯、简称“PTFE”化学分子式与其结构图:聚四氟乙烯,英文名称为Poly ( tetrafluoroethylene),简称PTFE,商标名Teflon。它由四氟乙烯单体( TFE) 聚合制得。其聚合方法包括本体聚合和乳液聚合。PTFE 纤维生成前,PTFE 树脂简称分散乳液和分散树脂。PTFE 棕色纤维即用PTFE乳液纺丝法所得, PTFE白色纤维即用乳液聚合成固
6、体树脂, 再加工所得。其性质特点在于聚四氟乙烯分子中F原子把C-C键遮盖起来而且C-F键键能特别稳定,只有熔融的碱金属和高温高压下的氟才能对其产生轻微的腐蚀作用。因此聚四氟乙烯材料所制成的纤维生产的针刺滤料是一种独特的过滤材料,能在240的高温中连续运行,瞬间在260的温度条件下,能耐全部PH值范围内的酸碱侵蚀。在针刺空气过滤应用领域所使用的聚四氟乙烯PTFE纤维有两种,一种是白色PTFE纤维,另一种是棕色PTFE纤维。白色聚四氟乙烯PTFE纤维,其颜色为白色,是用PTFE树脂形成薄片再加以机械力使之成为纤维。不是一般传统意义上的熔融挤出纺丝, 而是用机械切割方法制成,故白色PTFE 纤维截面
7、是异形的, 如下面截面图所示。棕色聚四氟乙烯PTFE纤维,其纤维颜色为棕褐色、是用PTFE 分散乳液加载体纺丝而成。其纤维外形特点截面为圆形, 每根单纤维有规则且均匀, 如下面是其纤维的截面图所示。图上:白色PTFE纤维截面图 图上:棕色PTFE纤维截面图 聚四氟乙烯(PTFE)纤维所制成的滤料是一种独特的过滤材料,在240的连续运行温度,瞬间260的温度条件下,能耐全部PH值范围内的酸碱侵蚀。该纤维所生产的针刺过滤材料广泛应用垃圾焚烧、钢铁、铝加工等温度高、腐蚀性强的恶劣工况烟气除尘的应用。u 我国过滤用聚四氟乙烯PTFE纤维原料市场供应情况目前我国在过滤用的聚四氟乙烯PTFE纤维,主要有国
8、内三家公司提供,其性能与进口同类产品相比,性能指标上基本没有多大的差别。当前我国用于过滤的PTFE纤维进口数量的相对较少,国内生产PTFE纤维的企业不仅能满足国内市场的需求, 其中已有企业在聚四氟乙烯PTFE纤维产品已进入国际市场。 我国及外国主要生产聚四氟乙烯PTFE纤维原料的企业如下表企业名称备注凌桥环保工程有限公司中国中国东新华福氟塑材料有限公司中国东丽精细化工日本蓝精公司Lenzing奥地利三、聚酰亚胺P84纤维英文名称:Polyimide 中文名称:聚酰亚胺,商品名为“P84”化学分子结构图如下:聚酰亚胺是一种主链结构单元中含有酰亚胺基团的合成树脂。白色粉末,密度1.41.6。有突出
9、的耐高温、耐辐射和电绝缘性能。可在250280空气中长期使用。在火焰中既不熔融也不燃烧。不溶于有机溶剂,不耐强碱。薄膜在20时的拉伸强度为200兆帕,200时为100兆帕。品种很多,工业上最常用的是聚N,N-(4,4-二苯醚)均苯四甲酰亚胺。是由均苯四甲酸二酐与4,4-二氨基二苯醚在二甲基乙酰胺中聚合,再经高温脱水酰亚胺化制得。可用高温、高压加工方法成型,能加工制成薄膜,也能以干法或湿法纺制纤维。聚亚酰胺所合成的纤维,也称P84纤维,是一种阻燃的、耐温稳定的纤维。所制成的针刺滤料,在240温度的条件下,机械性能不会发生变化,最高耐温可达260,下图是聚酰亚胺P84纤维滤料最高使用温度的对比如下
10、图。P84纤维滤料没有熔点温度,呈自然的金黄色,纤维可用作滤料的基布和纺制长丝纱。此外,由于P84纤维是异型(叶子型)断面结构,具有很大的过滤表面积,有优异的过滤性能,所以P84纤维也经常被植入滤料表层(迎尘面侧以改善滤料的过滤性能)如下图。聚酰亚胺P84纤维过滤材料主要应用于化学条件苛刻的应用场合(但应避免用于强酸条件)。基P84纤维针刺毡主要应用在烘干、燃烧、冶炼,各种工业窑、燃煤锅炉及垃圾焚烧炉领域的烟气除尘的治理。u 我国过滤用聚酰亚胺P84纤维原料市场供应情况目前我国的过滤用聚酰亚胺P84纤维,还要依赖进口。就全球来看,生产聚酰亚胺P84纤维企业也只有一家奥地利大公司。因此聚酰亚胺P
11、84纤维在全球的供应也是很紧缺的,不仅价格高,而且在货源交期上还得不到保障。我国一些滤料企业在聚酰亚胺P84纤维的订购上,一般会与该公司签定项目供应保障协议,以保障货源的稳定性。 我国及外国主要生产聚酰亚胺P84纤维原料的企业如下表企业名称备注蓝精公司Lenzing奥地利-中国四、聚酯纤维英文名称:Polyesters fibre中文名称:为聚酯,也称“涤纶”化学分子结构图如下:聚酯纤维由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维。工业化大量生产的聚酯纤维是用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的,中国的商品名为涤纶。涤纶有优良的耐皱性、弹性和尺寸稳定性,有良好的电绝缘性能,耐日光,耐摩擦,不霉
12、不蛀,有较好的耐化学试剂性能,能耐弱酸及弱碱。聚酯(涤纶)纤维所制所的过滤材料,可用于连续工作温度低于 132的工业烟气除尘场合,瞬间耐温最高可达150。聚酯(涤纶)纤维可以制成连续长丝和纤维原料,用于制造针刺毡或机织布等滤料。聚酯(涤纶)纤维所制成的过滤材料其基本弱点是易被水解,在含有硫酸、硝酸、碳酸的条件下更容易被侵蚀,在较低的运行温度下聚酯(涤纶)纤维滤料的抗弱碱性能良好,抗强碱性能一般;能耐大多数氧化剂,耐大多数有机溶剂。如:下为涤纶的水解图。聚酯涤纶纤维具有许多优良的纺织性能和服用性能,用途十分广泛,可以纯纺织造,也可与棉、毛、丝、麻等天然纤维和其他化学纤维混纺交织,制成花色繁多、坚
13、牢挺刮、易洗易干、免烫和洗可穿性能良好的仿毛、仿棉、仿丝、仿麻织物。在工业的烟气除尘过滤领域,聚酯涤纶纤维所制成的过滤材料广泛应用在水泥、钢铁、制药、食品加工、室内空气净化等空气过滤领域。u 我国过滤用聚酯(PET)纤维原料市场供应情况目前我国的过滤用聚酯纤维原料的市场供应,主要由我国的大型石化公司所占驻,当前我国对酯聚纤维的需求量也在不断的增长,在过滤用纤维原料中聚酯纤维的需求量也是最大的和最常用化的纤维。由于聚酯纤维的应用十分广泛,因此,国家对聚酯纤维的开发与研究比较早,当前国内能够生产聚酯化纤的企业较多,当前就市场的供应情况来看,供略大于需求量。 我国主要生产聚酯纤维原料的企业如下表企业
14、名称备注上海石化中国江苏仪征中国济南化纤中国厦门翔鹭中国天津石化中国注:由于我国能够生产聚酯纤维的企业较多,在此不一一列举。五、聚丙烯纤维英文名称:poly(propylene) fibre中文名称:聚丙烯,商品名为“丙纶”,简称“PP”化学分子结构如下:聚丙烯PP为线型结构,和PE相似,只不过不同的是在主链上,每隔一个碳原子有一个甲基侧基存在,于是整个分子在空间结构上,就产生三种不同异构体。其特性,无嗅、无味、无毒,是常用树脂中最轻的一种,机械性能优良。并且耐热性良好,连续使用温度可达ll0-120。化学稳定性好,除强氧化剂外,与大多数化学药品不发生作用,耐水性特别好,电绝缘性优良。但易老化
15、,低温下冲击强度较差。聚丙烯合成纤维可以制成连续长丝和纤维原料,用于制造针刺毡或机织布滤料。聚丙烯纤维过滤材料只限于低温应用,连续运行温度不能超过90。在有氧化剂、铜及相关的盐类物质条件下纤维会受损。它的抗紫外线能力很差,所以PP纤维或滤料贮存应避免阳光照射。它的基本优点是耐水解性能优异(不会与水发生化学反应)。聚丙烯滤料还有良好的耐磨性能,有效防止粉尘的静电产生,同时光滑的滤料表面有助于清灰效果。聚丙烯纤维所制成的空气过滤材料广泛应用于食品加工、清洁剂生产、药品制造、化肥等化学过程,在烟草工业除尘过滤领域。u 我国过滤用聚丙烯纤维原料市场供应情况目前我国过滤用聚丙烯(PP)纤维原料市场供应情
16、况,与常温聚酯纤的的供应相似,也是由国内企业生产与供应,而且质好,品种全,聚丙烯(PP)纤维是化学纤维中的低温纤维,在纺织与非织造针刺过滤领域的应用比较多。当前我国生产聚丙烯(PP)纤维的企业也非常多,其产能完全能够满足国内市场需求,并且部分聚丙烯(PP)纤维原料已转向国际市场。我国主要生产聚酯纤维原料的企业如下表企业名称备注淄博蓝景中国江苏仪征中国丹阳合纤中国晨光合纤中国淄博吉信中国注:由于我国能够生产聚丙烯(PP)纤维的企业较多,在此不一一列举。六、芳香族聚酰纤维(即芳纶)英文名称:Aramid fiber中文名称:为芳纶纤维,商品名“美塔斯”化学分子结构如下:或芳香族酰胺纤维(arami
17、d fiber)即芳纶纤维,该分子结构中芳酰胺链节占85%以上的纤维。有四类:(1)全对位芳酰胺纤维;(2)全对位芳酰胺共聚纤维;(3)全间位芳酰胺纤维;(4)含甲基取代基等间位芳酰胺共聚纤维。前两类属高强高模耐热纤维,后两类属耐高温难燃纤维。制法皆采用低温溶液缩聚,其中第(1)类是将聚合物分离后溶于浓硫酸中干喷湿纺,必要时热处理,第(2)类可直接溶液纺丝,也可界面缩聚后分离聚合物,再溶解纺丝,第(3)与(4)类直接湿纺并拉伸。用途为(1)和(2)类用于在常温和高温下需高强高模性能的用途,(3)和(4)类适于需耐高温和有一定阻燃性的应用领域。芳香族聚酰胺发展与定义,1960年由美国杜邦公司研制
18、出的一种新型化学纤维Nomex(HT-1)。即芳纶1313在1967年上市,Nomex为商标名称。1972年,杜邦公司又推出Kevlar纤维,即芳纶1414。为了与三大合成纤维的脂肪聚酰胺即尼龙相区别,美国联邦通商委员会于1974年把全芳香族聚酰胺命名为芳香族聚酰胺纤维(Aramid)。ISO20761977(E)对芳香族聚酰胺定义为:“由酰胺键连接的由芳香族基团组成的合成线型高分子,其酰胺键的85%以上与两个芳香族基直接结合者,亦包括酰胺键的50%以下被酰亚胺键置换者。”美国杜邦公司NOMEX与日本帝人公司TEIJINCONEX,1996年4月1日合资成立杜邦帝人先进纤维(香港)有限公司,商
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