根據無堿玻璃纖維性能特點,筆者提出了幾點不成熟的建議。
一是選擇合適浸潤劑生產無堿玻璃纖維。
由于這種纖維要進行酸瀝濾,在酸瀝濾時,纖維表面這層浸潤劑首先應除去,以便于進行離子交換,加快酸瀝濾進程。因而這種浸潤劑只要保證具有較好的拉絲工藝性和紡織工藝性即可,而且這層浸潤劑在酸液中易去除,其產生的產物不會影響酸瀝濾進程。也就是說這種浸潤劑與通常無堿玻璃纖維生產用的浸潤劑應有所不同,有必要進行專題研究。當前建議選用石蠟型浸潤劑,因為該浸潤劑具有良好的拉絲工藝性和紡織工藝性,技術很成熟,價格又便宜。當然,應對這種浸潤劑配方做一些調整,以使其在酸處理時更易去除。也有必要對纖維含油率做一些試驗,使其達到最佳含油率。
二是先進行脫蠟再進行酸處理。
采用石蠟型浸潤劑生產的無堿玻璃纖維進行酸瀝濾以制備耐高溫玻璃纖維是國內當今較合適的選擇。由于石蠟型浸潤劑中油質潤滑組分含量高,所以其在玻纖表面形成的連續膜不利于離子交換,而且這些油類物質與酸液發生反應可能產生一些影響酸瀝濾速度的反應物,所以先經熱處理(脫蠟),把纖維表面這層浸潤劑薄膜去除,使其成為裸纖維,有利于纖維和酸液進行離子交換。當然,這可能會增加生產成本。
國內對玻纖進行脫蠟按其熱處理溫度通常分為高、中、低三檔。由于本產品要進行酸瀝濾,所以不必像作為增強材料那樣對脫蠟要求那么高,其次由于纖維經酸瀝濾強度大幅下降,所以要求經脫蠟纖維強度保留率越高越好,因而應采用低溫脫蠟為宜。
三是選用合適的酸瀝濾工藝參數。
酸液濃度。
它對酸瀝濾速度有一定影響,濃度大一些,其酸瀝濾速度可能快些,但濃度對纖維腐蝕性大,所以選用低一點的濃度是有利的。
酸液溫度。
溫度高,離子動能大,離子交換速度快,但溫度高,對纖維腐蝕厲害,所以也宜采用中低溫度(如80℃~90℃)。
酸瀝濾時間。
開始一段時間反應速度較快,經一定時間后反應趨于平穩,根據本產品要求(SiO2含量<85%)時間不宜太長,而且視不同耐高溫等級選用不同的酸瀝濾時間。
總之,這3個酸瀝濾工藝參數的選擇,既要保證無堿玻璃纖維經酸處理后SiO2含量達到其耐溫等級的要求,又要保證一些關鍵組分不致消失量太大而影響性能。又如Ai2O3,若其損失太多,纖維強度則會下降得很厲害。
無堿玻纖耐高溫性能亟須提高
高溫煙氣除塵只能用耐高溫纖維過濾材料,玻璃纖維尤其是無堿玻璃纖維就是世界應用最普遍、量最多的過濾材料。當然,就耐高溫性能來講,無堿玻璃纖維還是不高,它只能在260℃溫度工況下長期工作,瞬間短期也只能耐300℃。因此對一些溫度超過300℃的煙氣,往往只能采取先冷卻降溫后再經玻璃纖維過濾材料除塵。如干法水泥窯尾煙氣溫度為350℃~400℃,必須進行降溫處理,使其煙氣溫度達到260℃左右才能使用玻璃纖維濾袋除塵。再如煉鐵廠高爐煤氣除塵,其煙氣溫度為300℃~350℃,必須采用抽入冷空氣降溫或采用水冷卻降溫。
無堿玻璃纖維較之高分子有機纖維和天然有機纖維具有較好的耐溫性能,所以在國民經濟一些較高溫度領域獲得了廣泛應用。
例如,我國水泥、鋼鐵等均為世界第一大生產國,汽車也是世界第一生產大國,同時又是世界上汽車零配件生產大國,因而我國炭黑工業發展勢頭也十分迅猛。而水泥、炭黑、冶金生產均離不開高溫過濾材料。這是適應我國工業高速發展之需要,也是滿足保護環境的要求,而且水泥和炭黑煙氣過濾不僅能除塵,還是可回收的高檔產品,所以它不但具有社會效應,也具有良好的經濟效益。