根据无碱玻璃纤维性能特点,笔者提出了几点不成熟的建议。
一是选择合适浸润剂生产无碱玻璃纤维。
由于这种纤维要进行酸沥滤,在酸沥滤时,纤维表面这层浸润剂首先应除去,以便于进行离子交换,加快酸沥滤进程。因而这种浸润剂只要保证具有较好的拉丝工艺性和纺织工艺性即可,而且这层浸润剂在酸液中易去除,其产生的产物不会影响酸沥滤进程。也就是说这种浸润剂与通常无碱玻璃纤维生产用的浸润剂应有所不同,有必要进行专题研究。当前建议选用石蜡型浸润剂,因为该浸润剂具有良好的拉丝工艺性和纺织工艺性,技术很成熟,价格又便宜。当然,应对这种浸润剂配方做一些调整,以使其在酸处理时更易去除。也有必要对纤维含油率做一些试验,使其达到最佳含油率。
二是先进行脱蜡再进行酸处理。
采用石蜡型浸润剂生产的无碱玻璃纤维进行酸沥滤以制备耐高温玻璃纤维是国内当今较合适的选择。由于石蜡型浸润剂中油质润滑组分含量高,所以其在玻纤表面形成的连续膜不利于离子交换,而且这些油类物质与酸液发生反应可能产生一些影响酸沥滤速度的反应物,所以先经热处理(脱蜡),把纤维表面这层浸润剂薄膜去除,使其成为裸纤维,有利于纤维和酸液进行离子交换。当然,这可能会增加生产成本。
国内对玻纤进行脱蜡按其热处理温度通常分为高、中、低三档。由于本产品要进行酸沥滤,所以不必像作为增强材料那样对脱蜡要求那么高,其次由于纤维经酸沥滤强度大幅下降,所以要求经脱蜡纤维强度保留率越高越好,因而应采用低温脱蜡为宜。
三是选用合适的酸沥滤工艺参数。
酸液浓度。
它对酸沥滤速度有一定影响,浓度大一些,其酸沥滤速度可能快些,但浓度对纤维腐蚀性大,所以选用低一点的浓度是有利的。
酸液温度。
温度高,离子动能大,离子交换速度快,但温度高,对纤维腐蚀厉害,所以也宜采用中低温度(如80℃~90℃)。
酸沥滤时间。
开始一段时间反应速度较快,经一定时间后反应趋于平稳,根据本产品要求(SiO2含量<85%)时间不宜太长,而且视不同耐高温等级选用不同的酸沥滤时间。
总之,这3个酸沥滤工艺参数的选择,既要保证无碱玻璃纤维经酸处理后SiO2含量达到其耐温等级的要求,又要保证一些关键组分不致消失量太大而影响性能。又如Ai2O3,若其损失太多,纤维强度则会下降得很厉害。
无碱玻纤耐高温性能亟须提高
高温烟气除尘只能用耐高温纤维过滤材料,玻璃纤维尤其是无碱玻璃纤维就是世界应用最普遍、量最多的过滤材料。当然,就耐高温性能来讲,无碱玻璃纤维还是不高,它只能在260℃温度工况下长期工作,瞬间短期也只能耐300℃。因此对一些温度超过300℃的烟气,往往只能采取先冷却降温后再经玻璃纤维过滤材料除尘。如干法水泥窑尾烟气温度为350℃~400℃,必须进行降温处理,使其烟气温度达到260℃左右才能使用玻璃纤维滤袋除尘。再如炼铁厂高炉煤气除尘,其烟气温度为300℃~350℃,必须采用抽入冷空气降温或采用水冷却降温。
无碱玻璃纤维较之高分子有机纤维和天然有机纤维具有较好的耐温性能,所以在国民经济一些较高温度领域获得了广泛应用。
例如,我国水泥、钢铁等均为世界第一大生产国,汽车也是世界第一生产大国,同时又是世界上汽车零配件生产大国,因而我国炭黑工业发展势头也十分迅猛。而水泥、炭黑、冶金生产均离不开高温过滤材料。这是适应我国工业高速发展之需要,也是满足保护环境的要求,而且水泥和炭黑烟气过滤不仅能除尘,还是可回收的高档产品,所以它不但具有社会效应,也具有良好的经济效益。