酸堿因素對濾料水解特性的影響

引言

濾料能夠有效去除工業(ye) 煙氣中的顆粒物，使工業(ye) 煙氣達到排放標準，廣泛應用於(yu) 化工、水泥、鑄造、瀝青、垃圾焚燒、金屬冶煉等行業(ye) 。工業(ye) 煙氣中通常還含有氫氧化鈉、硫氧化物、氮氧化物等各種酸堿性物質和水蒸汽，濾料在該環境下長期使用易發生水解。水解是指物質與(yu) 水分子反應生成兩(liang) 種或兩(liang) 種以  上新物質的反應，水解後濾料表麵有明顯水痕，機械強度顯著下降，嚴(yan) 重水解後濾料會(hui) 發生破損失效或透濾失效。

目前國內(nei) 外主要對滌綸濾料、聚酰亞(ya) 胺纖維濾料進行了酸堿性水解實驗研究，實驗方法主要分為(wei) 溶液浸泡法和蒸汽實驗法。1959年Pitat等人注冊(ce) 堿性水解的專(zhuan) 利，在含高濃度氫氧化鈉的水環境中研究滌綸的水解；1982年Pusztaszeri申請滌綸水解專(zhuan) 利，用硫酸對滌綸進行水解。2004年至今，國內(nei) 先後對聚酯纖維濾料和聚酰亞(ya) 胺纖維濾料進行了酸堿溶液浸泡法水解實驗，隨後改進實驗方法使用高溫水蒸汽和硫酸蒸汽對P 84濾料進行水解實驗，研究濾料水解後機械強度、官能團的變化。2016年Shogo Kumagai等人研究了聚酰亞(ya) 胺薄膜蒸汽熱解過程中的熱解及水解行為(wei) ，2018年FlorenceDubelley等人研究聚對苯二甲酸乙二醇酯材料水解的動力學規律。

滌綸濾料具有良好的耐酸性和耐磨性，除塵效率高，適用於(yu) 過濾粘土、水泥熟料等磨損性強的粉塵。亞(ya) 克力濾料對氧化劑、無機酸及有機酸具有較強的抵抗力，耐水解性能較好，常使用於(yu) 垃圾焚燒、瀝青、煤磨、電廠等的煙氣收塵。

目前對於(yu) 濾料水解的實驗研究較少且未有標準的濾料耐水解測試方法，本文以滌綸和亞(ya) 克力濾料為(wei) 研究對象，在0.14 MPa、125℃不同酸堿性環境下對濾料進行水解實驗，測量濾料水解後長度、機械強度和官能團的變化，研究不同酸堿環境、不同水解時間對滌綸和亞(ya) 克力濾料水解的影響並對比兩(liang) 種濾料的耐水解性能，期望能夠為(wei) 預測濾料使用壽命提供參考，促進濾料標準體(ti) 係的完善。

結論

(1)高壓、酸性或堿性環境能夠加速濾料的水解。滌綸濾料在堿性環境下最易發生水解，酸性環境下發生輕微水解；亞(ya) 克力濾料耐水解性能優(you) 於(yu) 滌綸濾料，隻有在氫氧化鈉存在的堿性環境下才會(hui) 發生嚴(yan) 重水解。

(2)在酸堿性環境下滌綸和亞(ya) 克力濾料水解後長度明顯縮短，亞(ya) 克力濾料顏色加深。隨著水解時間的延長兩(liang) 種濾料收縮率先急劇增加後趨於(yu) 平緩，其中亞(ya) 克力濾料經向尺寸穩定性最差。

(3)水解後濾料機械強度急劇下降。氫氧化鈉堿性環境下，隨著水解時間的增加滌綸和亞(ya) 克力濾料斷裂強力急劇下降；氨水堿性環境或稀硫酸酸性環境下，滌綸濾料強度有所下降。

(4)滌綸和亞(ya) 克力濾料水解後，麵層和基布的紅外光譜圖中出現水的O-H振動，亞(ya) 克力濾料出現了舊峰的消失和新峰的出現，說明濾料發生了水解反應。水解後滌綸濾料酯基數量減少；亞(ya) 克力濾料-C=N基團的吸收峰減弱，氫氧化鈉環境下水解後吸收峰完全消失，在2025.9cm-1處出現新的-C=N伸縮振動峰。