CN103987445B - 多层多孔复合材料 - Google Patents

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Abstract

一种多层复合材料，其中无纺物过滤介质层固定至疏水微孔膜但与该疏水微孔膜分离，从而所述多层多孔复合材料提供从具有低界面张力的新燃油中有效地分离水和颗粒，且基本上无堵塞。

Description

多层多孔复合材料
发明领域
本发明涉及用于可靠的燃料纯化的多层多孔复合材料。具体来说，本发明涉及多层多孔复合材料，其用于从中等馏分燃料如柴油燃料、航空燃料、煤油和类似的燃料包括费-托燃料(fischertropsch)、生物柴油及其共混物，一致和可靠地除去颗粒以及耐久地除去乳化水。
发明背景
出于各种经济、政治和环境原因，存在追求更高燃料效率、更低排放、和更可持续的燃料来源的动力。这种动力导致中等馏分燃料的燃料组合物和化学发生变化、新的高精度发动机设计、以及使用生物燃料及其共混物。例如这些趋势在下述文献中进行了讨论：“用于高压共轨燃油系统的过滤溶液”(FiltrationSolutionsforHighPressureCommonRailFuelSystems)，巴里威登(BarryVerdegan)、阿贝特鲁达(AbbyTrue-Dahl)、威廉哈勃堪姆(WilliamHaberkamp)、诺曼布里兹(NormBlizard)、戴维森特(DavidGenter)和艾瑞克奎仁(EricQuillen)，美国过滤&分离协会年会(AmericanFiltration&SeparationSocietyAnnualConference)，五月9-22(2008),福吉谷(ValleyForge)，宾夕法尼亚州。因此，新型燃料通常具有更高的水含量、更低的抗水界面张力，且现在易于通过用泵吸传输时的剪切来形成非常精细水滴的稳定乳液。此外，更新的发动机精确设计是高度敏感的，且容易受损。燃料中增加的水当以游离水滴的形式存在时，可降低润滑性，由此导致损坏。此外，悬浮的尺寸为4-20微米或更小的微粒可提供摩擦磨损的大量来源。这些因素产生了对更高燃料纯度的需要，要求耐久长效的燃料过滤器、水分离器，以及组成它们的多孔过滤介质复合材料。这些过滤器可用于在内燃机中使用中等馏分燃料的多种应用，包括，但不限于：汽车、火车、海洋和航空航天市场。
已知用于这些应用的过滤介质包括多种多孔和复合材料。实际中最常使用的多孔复合材料介质包括纤维状聚合物无纺物，纤维素或纸张无纺物包括含微纤维玻璃和织物的那些。上述介质中的许多还包括疏水性涂层。示例还包括纤维状和非纤维状微过滤器膜，其包括全部和部分氟化聚合物以及膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)。
但是，这些多孔和复合材料不能满足对耐久、长寿命、水和颗粒分离的增加的需求。具体来说，存在对多孔复合材料的需求，该多孔复合材料能从包括降低界面张力添加剂和表面活性剂的新的燃料组合物和化学中，把水和精细微粒除去到足以保护新的发动机的纯度水平。US5904845,US7938963,US20090178970提供了示例性尝试，包括把微纤复合材料无纺物和织物结合。当在新的燃料中存在添加剂和表面活性剂时，这些尝试不能足够地除去乳化水。此外，这些尝试常常包括缺乏耐久性和随时间退化的疏水处理。相比之下，ePTFE微过滤器(如美国专利申请2008/0105629A1所述)可足够地除去乳化水，但发现存在微粒时很快会堵塞，由此减少或消除液体透过过滤器传输，使过滤器变得不可工作。相比之下，US6764598和US7285209所述的ePTFE在防止堵塞时也不总是有效的，且涉及需要再循环的复杂设备来提供透过复合材料表面的吹扫流来延迟堵塞。因此，已提出的使用ePTFE的解决方案都有涉及堵塞的问题，且实际应用有限。
显著的是，关于从燃料过滤水滴的许多现有技术涉及使用“聚结器”。聚结器运行时，通过允许精细水滴穿过聚结器的材料，并鼓励这些精细液体相互合并、或聚结，来从燃料中除去水。水由此形成粗颗粒或液滴，它们随后变得足够重，例如可通过重力从燃料中掉出。允许水流过材料并鼓励精细-到-粗粒度发展来从燃料除去水的这种方法的教导，与本发明相反。根据本发明的教导，在精细分离层的表面同时阻止精细和粗水滴，而不是允许它们穿过表面。
发明概述
申请人发现当以粗-到-精细行进方向把颗粒和液滴从物流中滤出时，可有效地和耐久地从燃料流中除去水和微粒。即，当从燃料流中滤出粗微粒物质，把这种相对不含微粒的流提供到水分离器时，分离过程显著和令人惊讶地更有效和耐久。本发明的水分离器阻挡甚至非常精细水滴的流动，防止它们在燃料流中的流动中持续，不使它们穿过介质以及不把它们聚结成粗颗粒。
本发明提供一种多层复合材料，其中无纺物过滤介质层固定至疏水微孔膜但以一定距离与该疏水微孔膜分离，从而所述多层多孔复合材料提供从具有低界面张力的新燃油中有效地分离水和颗粒，且基本上无堵塞。如本文所使用，“复合材料”指包括两种或更多种不同材料的主体。如本文所使用，“层”指具有有限厚度主体，可以固体材料组成或固体结构为基础，基本上区分该主体与相邻的主体。如本文所使用，包括“多孔纺织物过滤介质”的材料指包括多种纤维或微纤维或纳米纤维或其混合物的主体或垫，其中该主体的体积同时包括固体和流体的区域。此外，如本文所使用，包括“疏水微孔膜”的材料包括多孔聚合物膜，优选地与另一种支撑层如无纺材料连接。如本文所使用，“疏水”指膜的基础材料具有小于25mN/m(或达因(dyne)/cm)的固体表面能或表面张力，其通过下述文献所述的兹斯曼(Zisman)方法测定：吴守恒(SouhengWu)，聚合物界面和粘附(PolymerInterfaceandAdhesion)，CRC出版社，1982，第五章表5.1，第170-171页，ISBN0824715330，通过参考结合于此。如本文所使用，“微孔膜”指膜的最大孔径在50-0.1微米的尺寸范围。复合材料是多层，指该复合材料包括不少于2层。复合材料层既在空间上固定，但又以一定距离相互分离，该距离由邻近它们的体积/疏水层的表面积来表示。如本文所使用，“固定”指所述层被机械的固定到位。这里的分离距离包括含大量非固体组合物的空穴空间。
在本发明的另一方面中，申请人已发现至关重要的是，当具体为膜和纤维无纺物的复合材料层压件时，微孔膜的表面必须朝向上游的多孔无纺物过滤介质层。此外，复合材料的膜面应相对不被存在的精细纤维无纺物阻挡。即，当微孔膜包括膜和无纺物的层压件时，层压件膜层必须面朝上游，而不是层压件的无纺物层面朝上游。这个发现与美国专利申请2008/0105629A1的教导是相反的，该文没有具体化层压件的取向。
在本发明的另一方面中，已发现为了有效地作用于分离乳化水且不堵塞，在所述复合材料的所述层之间的所需距离通过下述公式表示：
V SA > Cμ Δρg
其中V是一主体的体积，该主体具有由通过疏水微孔膜的过滤器区域限定的正方形或长方形底面和高度，该高度等于所述层之间的最小直线距离，或者当最小分离距离为零时该高度等于所述层之间的平均分离距离；SA是覆盖疏水微孔膜层最顶部表面的几何平面的过滤器表面积；C是数字常数等于0.01238(米/秒)；μ是流体的动态粘度，单位是(克/米秒)；g是重力常数9.8(米/平方秒)；以及Δρ是中等馏分燃料和水相的密度差，单位是(克/立方米)。
和已知的包括疏水微孔膜的复合材料相反，本文所述的复合材料无需穿过该复合材料表面吹扫流的帮助，就能抵抗水和颗粒造成的堵塞。这里把吹扫流定义为主要垂直于过滤器表面平面的流。此外，存在穿过过滤介质层的吹扫流时，固定分离的过滤介质的发明性复合材料和疏水层将不能有效地起作用。具体来说，已发现在多层复合材料上游存在的多孔无纺物层夹带水分，不仅打消了穿过用于从燃料中分离水的疏水微孔膜表面的吹扫流的必要性，而且消除了它的积极效果。
附图简要说明
图1是本发明的一种示例性实施方式的侧面截面视图。
图2是用于测试本文的实施例和比较例的设备的示意图。
图3是用于测试本文的实施例和比较例的设备的示意图。
图4是本发明的另一种示例性实施方式的侧面截面视图。
图5是本发明的另一种示例性实施方式的侧面截面视图。
图6A是本发明的另一种示例性实施方式的侧视图。
图6B是图6A的示例性实施方式的侧面截面视图。
图7是图表，显示了本发明的实施例和比较例的测试结果。
发明详述
本发明涉及多层复合材料的应用，其中在空间上固定无纺过滤介质层，且以由所述复合材料层的体积/平均表面积表示的距离与疏水微孔膜分离，从而所述多层多孔复合材料提供从具有低界面张力的新燃料中耐久有效的分离水和颗粒，且基本上不堵塞。本发明包括多层多孔复合材料、复合材料结构以及在制品和商业应用中的一种或更多种使用方法。
适于用作“多孔过滤介质”的材料可以是有机或无机组合物的任意多孔纺织或无纺材料。优选无纺材料。如果无纺物是纤维状或微纤维状或纳米纤维状的，除了纤维以外它可包括其它材料包括填料、粘合剂、涂料和/或润滑性涂层，该润滑性涂层包括但不限于包括硅酮或含氟聚合物分散体的那些。合适的无纺物包括合成聚合物、天然聚合物以及无机或玻璃纤维。它们可落入无纺物的通用分类，包括，但不限于：熔体吹塑材料、纺粘材料、湿法成网材料、电熔体吹塑材料、电纺材料、及其复合材料。可用来生产和加工这些无纺物的方法包括，但不限于：熔体挤出、具有喷气的熔体挤出、溶剂纺丝、纤维和纱的丝束化、梳理、针刺法、液力绞缠(hydroentanglement)、纤维分裂、湿法成网、干法成网、浆料挤出、穿孔、拉伸和无纺物制造领域普通技术人员已知的其它方法。
适于用作疏水微孔膜的材料可包括，但不限于：聚四氟乙烯(PTFE)和共聚物，该共聚物包括四氟乙烯、六氟丙烯，具有任选的三元或四元单体例如甲基、乙基或丙基全氟乙烯基醚，偏二氟乙烯，乙烯和丙烯。这些材料的示例包括，但不限于：在贸易中描述成四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)等的材料。更优选地，疏水微孔膜是通过浆料挤出、熔体挤出或这些技术的组合制造的那些，以及后续地拉伸挤出物材料或其复合材料以制备微孔膜。优选地，这些包括含微孔膨胀PTFE，它的膜或它的层压件的过滤器材料，如美国专利No.3,953,566；3,962,153；5,814,405；7,306,729所述，以上各文通过引用纳入本文。在可替代的实施方式中，微孔膜是膜层(如上所述)和支撑层(如无纺纤维)的复合材料。
为了取得有效的功能，所述层应通过由所述疏水层的体积/表面积表示的平均距离分离。此外，已发现这种分离必须符合下述公式中的关系：
V SA > Cμ Δρg
其中V是一主体的体积，该主体具有由通过疏水微孔膜的过滤器区域限定的正方形或长方形底面和高度，该高度等于所述层之间的最小直线距离，或者当最小分离距离为零时该高度等于所述层之间的平均分离距离；SA是覆盖疏水微孔膜层最顶部表面的几何平面的过滤器表面积；C是数字常数等于0.01238(米/秒)；μ是流体的动态粘度，单位是(克/米秒)；g是重力常数9.8(米/平方秒)；以及Δρ是中等馏分燃料和水相的密度差，单位是(克/立方米)。虽然所述层需用如上所述的平均距离分离，在空间上它们可接触或共享直接接触或连接的一种或更多种点。在替代实施方式中，所述层是串联设置的平面形式，或者是同心设置的管状形式。还或者，所述层的一种或两种是起褶的。
所述层在空间上应该固定或机械固定。这可通过本领域普通技术人员已知的任意方式来实现，包括但不限于：把层状材料的边缘包封进入帽盖或固定装置的封装材料或粘合剂中，通过层压把所述层连接至机械固定的刚性支撑件，或者通过在所述层之间使用模塑的、机械加工的、挤出的、光刻印刷的、或者其它结构支撑间隔件。适于封装或粘合的化合物包括聚氨酯、硅酮、增塑溶胶、环氧化物、酚醛塑料以及本领域普通技术人员已知的其它组合物。适于结构支撑件的材料包括铝、尼龙、玻璃填充的尼龙、以及本领域普通技术人员已知的其它材料。
本发明的一示例性实施方式见图1。在本实施例中，多孔无纺过滤介质10(在本实施方式中是纤维素无纺物)设置成邻近疏水微孔膜11(在本实施方式中是层压到纤维无纺物的ePTFE膜)，但通过环形垫圈12与之分离。(图1所示的其它任选组件与下文实施例1所述的测试设备连接。)
下面的实施例和比较例用于阐述和解释本发明，但无意于以任何方式来限定本发明。相反，本发明拥有所述权利要求限定的全部范围。
实施例
测试方法
界面张力测量
使用克鲁斯(Kruss)K12硬件BIOS版本4.04，运行克鲁斯(Kruss)实验室桌面软件版本2.0.0.2207，采用杜诺环拉法(DuNoyRingPullMethod)测量燃料对水的界面张力测试。用克鲁斯(Kruss)标准铂环和软件默认的浸渍参数，实施杜诺(DuNoy)环浸没。在这些测试中使用来自MIlliQ系统的、电阻率为18MO的RO去离子水。
厚度测试
将样品放置在厚度卡规(三丰(Mitutoyo)，奥罗拉(Aurora)，伊利诺斯州)的脚和底座之间来测量膜厚度。
弗雷泽数(Frazier)测量
弗雷泽数(Frazier)渗透率读数是穿过测试样品的压力降差为12.7毫米水柱时，空气的流动速率，单位是立方英尺每平方英尺的样品面积每分钟。通过把测试样品夹入有圆形凸缘的固定装置，其提供17.2厘米直径(232平方厘米面积)的圆形开口。样品固定装置的上游侧与流量计连接，该流量计与干燥压缩空气来源对齐。样品固定装置的下游侧是对大气开放的。测量穿过样品的流速，并记录为弗雷泽数(Frazier)。
泡点测试
使用毛细管流动气孔计(型号CFP1500AEXL，购自纽约伊萨卡的多孔材料公司(PorousMaterialsInc.))，根据ASTMF316-03所述的一般方法测试泡点和平均流量孔径。将样品膜放置于样品室，用表面张力为19.0达因/厘米的SilWick硅酮液体(SilWickSiliconeFluid)(购自多孔材料公司)润湿。样品室的底部夹持器(bottomclamp)具有直径2.54厘米，厚3.175毫米的多孔金属盘插入件(康涅狄格州法明顿的莫特冶金公司(MottMetallurgical)，40微米多孔金属盘)，样品室的顶部夹持器具有直径为3.175毫秒的孔。使用6.74.70版的Capwin软件，按紧跟着的下表所示设定以下参数。
参数 设定点
最大流量(毫升/分钟) 200000
泡点流量(毫升/分钟) 100
F/PT(旧泡点时间) 40
最小熔点压力(PSI) 0
零时间(秒) 1
阀2增量(计数)((v2incr(cts)) 10
压力调节器增量(计数) 1
脉冲延迟(秒) 2
最大压力(PSI) 500
脉冲宽度(秒) 0.2
最小平衡时间(秒) 30
压力摆幅(计数)(Presslew(cts)) 10
流量摆幅(计数)(flowslew(cts)) 50
平衡器 3
平均器(aveiter) 20
最大压差(PSI) 0.1
最大流量差(毫升/分钟) 50
起始压力(PSI) 1
起始流量(毫升/分钟) 500
燃料水分离测试
使用马合瓦(mahew)加工模冲机和聚乙烯切割板，把样品冲切(diecut)成1英寸的外径。把单层样品装载进入AdvantecPP25过滤器夹具(可从华盛顿州肯特市的无菌技术公司(Sterlitech)购买)，或者把所述层样品装载进入具有不锈钢螺帽封闭件的改性的AdvantecPP25过滤器夹具，如图1所示。具体来说，在所示的测试装置中，通过不锈钢封闭件15和支撑丝网16(Advantec540101)和出口基底17(Advantec540103)之间的螺帽18夹持样品(如上所述，邻近但通过环形垫圈12与ePTFE层压件11分离的无纺物10)。在测试样品上设置入口帽盖(Advantec540102)和O形环(Advantec540107)。对于多层样品，使用片材垫圈(可从特拉华州纽瓦克的戈尔及同仁(W.L.GoreandAssociates)购买)来密封样品，且在所述层之间的垫圈堆叠至超过1.5毫米的厚度。然后，把样品过滤器固定器连接到如图2所示的设备。把过滤器固定器20连接到三通阀22(柯尔帕姆(Coleparmer)EW-3120080，购自伊利诺斯州维农山的柯尔帕姆(Coleparmer))，且管道23浸没在烧杯24中的燃料中。阀门22连接到水填充的压力储存器26(一体化分配溶液(IntegratedDispensingsolutions)零件号8880297和8880365，可从加利福尼亚州亚哥拉山的一体化分配溶液(IntegratedDispensingsolutions)购买)和柴油填充的注射器21(柯尔帕姆(Coleparmer)EW073964)。使用加入100psi壳体压缩空气27的马氏导风筒柱塞(marshbellowfram)型41调节器28(柯尔帕姆(Coleparmer)零件号EW6882522)通过压缩空气来手动给储存器26增压，且用具有数码读数的压力计29监控从调节器出来的压力，同时用4千克容量和0.1克可读能力的电子天平25监控质量输出。转动三通阀22，使其对注射器21和过滤器固定器20是开启的，但对水储存器26是封闭的。然后，手动地用10毫升柴油冲洗样品，其对水的界面张力＝21mN/m,粘度为3.02厘泊，密度＝0.829g/cm3(购自壳牌服务站(ShellServiceStation)#57543696405，马里兰州埃尔科顿(Elkton))。然后，转动三通阀22，使其对水储存器26和过滤器固定器20是开启的，但对柴油注射器21是封闭的。然后，使用调节器28，用压缩空气27把水储存器26增压到1.5psi。以观察到的质量增加为基础，没有显示出连续水流动的样品认为通过该测试。显示出连续水流动的那些样品认为没通过测试。
颗粒堵塞测试
为了模拟实地暴露于赃物和灰尘的寿命，在4PSI的恒定压力下用0.35升灰尘的淤浆注射过滤介质样品。不能在15分钟内完全过滤所述灰尘淤浆，则表明过滤器堵塞了。在图3所示的设备中注射该过滤器。通过首先把表面活性剂单油酸甘油酯(GlycerolMonoloeate)零件号G1017CAS25496-72-4(可从加利福尼亚州的加德纳的光谱化学品(SpectrumChemical)购买)以1000ppm的浓度溶于柴油燃料中来制备测试灰尘淤浆，测试燃料储存器31中的初始对水界面张力＝21mN/m,粘度是3.02厘泊，密度＝0.829g/cm3(购自壳牌服务站(ShellServiceStation)#57543696405，马里兰州埃尔科顿(Elkton))，该储存器31包括玻璃烧杯32和特氟龙(Teflon)磁力搅拌棒33，全部在磁力搅拌台34上。然后，把150毫克ISOA1级别测试灰尘粉末技术公司(PowderTechnologyIncorporated)级别ISO12103-1(购自明尼苏达州伯恩斯维尔的粉末技术公司(PowderTechnologyIncorporated))悬浮于装载了表面活性剂的燃料中。表面活性剂是必须的，用来稳定测试灰尘和防止聚集。用马尔文(Malvern)InsitecL(可从麻萨诸塞州韦斯特伯勒的马尔文仪器(MalvernInstruments)购买)对体积粒度分布进行的独立的光散射测量表明液体悬浮的粒度分布匹配制造商公开的分布(http://www.powdertechnologyinc.com/products/test-dust/test-dust .php)。把测试灰尘注射进入圆形47毫米的帕尔/格尔曼(Pall/Gellman)2220样品过滤器固定器30(可从伊利诺斯州北布鲁克的光学星球(OpticsPlanet)购买)中，其具有取代排气螺栓的鲁尔(luer)调节器欧米加(omega)FT612和活塞欧米加(omega)FT6021(可从康涅狄格州斯坦福德的欧米加(omega)购买)。为了该测试，按照如图4所示的构建样品。把3个2毫米的超薄THV44圆盘冲切成外径17/8英寸和内径13/16英寸。把厚度为0.25毫米的两圆盘双面胶麦克马斯特卡(McMastercarr)77185824(可从新泽西州普林斯顿的麦克马斯特卡(McMastercarr)购买)冲切成外径17/8英寸和内径13/16英寸。还从顶部到底部制备下述堆叠件：THV44、胶带、无纺物过滤器层41、O形环43、THV44、ePTFE层压件42、胶带、THV44。所用O形环是麦克马斯特卡(McMastercarr)零件号9262K689度量圆面-NO形环，宽度是2毫米且内径是35.5毫米。然后，把整个样品放入卡尔文(Carver)液压机装置中，型号#3393，序列号3393-696。把样品放在两金属板之间，然后放入压机中。对样品施加的负载是10,000磅(lbs)，保持1分钟。立刻把样品从压机中取出。允许样品在金属板上冷却1-2分钟。然后把样品从板中取出。然后，在顶部THV层和底部THV层之间，可看到密封件。THV规格-THV超薄221Dureflex卷编号-U8CF003914,产品PT9101ANTBNATS,P/O10624266,S/O40989(可从曼彻斯特的沃特雷的拜尔材料科学(BayerMaterialScience)购买)。然后，把这种复合材料样品放入具有入口47和出口48的过滤器固定器46。把压机加热到175℉。以这种方式制备的样品的样品几何形貌如图4所示。应注意，对于所有样品，无纺物层和ePTFE层压件之间的分离距离都大于1.5毫米。对于单层样品，使用内径为13/16英寸的GR片材垫圈(可从特拉华州纽瓦克的戈尔及同仁(W.L.GoreandAssociates)购买来密封样品。通过持续搅拌，把灰尘燃料淤浆悬浮于3.5升的玻璃烧杯32中，且把这个放置在可增压的涂料罐中。使用加入100psi壳体压缩空气35的导风筒柱塞类41调节器(柯尔帕姆(Coleparmer)零件号EW6882522)给罐增压。使用压力计39监控压力。过滤器固定器30通过尼龙编织物增强的内径1/4英寸、且具有嵌入式静态混合机37(柯尔帕姆(Coleparmer)EW0466714)的PVC管连接到该容器。完成测试流体过滤且没有堵塞的样品认为通过该测试，过滤时有150毫克的灰尘穿过过滤器1/316英寸直径的过滤器面积(16.48毫克每平方厘米)。没有完成过滤的那些样品则认为没有通过测试。
颗粒清洁度测试
向样品过滤器注入ISOA3测试灰尘粉末技术公司(PowderTechnologyIncorporated)级别ISO12103-3在MILPRF-5606H超清洁石油基液压流体Royco756(安德森特种化学品(AndersonSpecialtyChemical)，新泽西州的汉诺威)中的淤浆。测试灰尘以100毫克/毫升的浓度分散于流体中，且在这里使用与用于颗粒堵塞测试相同的设备来在2psi的压力下过滤流体。为了这个测试，把层压件和无纺物样品冲切成17/8或1.5英寸外径和13/16内径的环形垫圈。灰尘浓度表示～1000加仑的在典型ISO22/21/18ISO编码下的典型柴油燃料中的常见灰尘负载(参见例如德布拉为风(DebraWilfong)、安德鲁达勒斯(AndrewDallas)、杨川芳(ChuanfangYang)、菲利普约翰森(PhilipJohnson)、卡斯西克维斯瓦纳珊(KarthikViswanathan)、麦克马德森(MikeMadsen)、布莱恩图克(BrianTucker)和约翰图克(JohnHacker)，多纳尔森公司(DonaldsonCompany)，过滤中燃料过滤的新兴挑战(EMERGINGCHALLENGESOFFUELFILTRATIONinFILTRATION)卷10第2期，2010,第105-115页ISSN1479-0602)。在西南研究院(SouthWestResearchInstitute)(德克萨斯州圣安东尼奥)中，使用公认的标准颗粒清洁度测试ISO4406-用于编码被固体颗粒污染水平的方法(Methodforcodingthelevelofcontaminationbysolidparticles)，来分析这些测试的基础流体和滤液。使用PAMASHCBLD50/50颗粒计数器(可从俄克拉何马州图尔沙的PAMAS美国购买)来实现样品的颗粒计数分析。
水堵塞测试
参考图5，把包括ePTFE层压件52和无纺物层51的样品冲切成1.75英寸外径的圆盘。堆叠0.25毫米厚的聚乙烯双面胶麦克马斯特卡(McMastercarr)77185824(可从新泽西州普林斯顿的麦克马斯特卡(McMastercarr)购买)，并冲切成1.75英寸外径、1.5英寸内径和不同厚度的环形垫圈53。把ePTFE-垫圈-无纺物(ePTFE面向上游)堆叠件组装在燃料冲洗的不锈钢帕尔/格尔曼(Pall/Gellman)2220固定器55的下半部分，且紧紧关闭固定器55。然后，把图5所示的样品固定器55安装到燃料包水乳液注入设备，并填充以除去空气和把只有燃料流的流动平衡在60毫升/分钟。然后，以60毫升/分钟的恒定速率注入样品，且恒定地以～2000ppm(通过卡尔-菲雪尔(KarlFisher)滴定测定)的浓度在柴油燃料中添加精细乳化水，对水的初始界面张力＝21mN/m，粘度是3.02厘泊，密度＝0.829g/cm3(购自壳牌服务站(ShellServiceStation)#57543696405，马里兰州埃尔科顿(Elkton))，添加单油酸甘油酯来把燃料水界面张力降低到13mN/m。观察到所有测试的样品提供优异的水分离，证据是吸入浑浊的进料(典型卡尔-菲雪尔(KarlFisher)滴定值～2000ppm水)并产生无色和明亮的滤液(典型卡尔-菲雪尔(KarlFisher)值小于100ppm)。监控从注入乳化水开始的时间和穿过测试过滤器的压差最多达15分钟。当观察到样品堵塞时终止测试，表现为压差增加5psi。
以与ISO16332类似的方式，通过下述来制备精细的水包燃料乳液：把水注射通过在校准孔水乳化装置组件TS16332-SD(可从新泽西州斯普林菲尔德的国际过滤器测试服务公司(InternationalFilterTestingServices[IFTS],Inc)公司购买)之前的30号针头，其具有0.8毫米的缝隙(aperture)且在由用齿轮泵(柯尔帕姆(Coleparmer)S7300404)高转速抽吸提供的45psi的压差下运行。把这种的少量滑流(slipstream)用于过滤器注入，且用泵(柯尔帕姆(Coleparmer)Masterflex751810头)来调节恒定的流动。通过把来自过滤器固定器上游侧的排出管线的流转移到马尔文(Malvern)InsitecL粒度分析仪，且有0.5毫米的光学路径长度流动池，测定注入的液滴尺寸在12-28微米(Dv50体积平均直径＝12.23微米，D[3][2]索特(Sauter)直径4.57微米，Dv90体积平均直径＝28.83)。使用7.4版软件RTSizer进行分析，输入的柴油燃料折射率是1.44，水是0.00+0.1i。如果在15分钟的测试时间内没有堵塞，则认为样品通过测试。在15分钟内堵塞的那些，则认为没有通过测试。
SAEJ1488乳化水燃料分离测试
(2010年10月22日修改)
在西南研究院(SouthWestResearchInstitute)(德克萨斯州圣安东尼奥)进行SAEJ1488测试。在SAE标准文件中描述了该测试，简单来说，把来自滑流的一致水乳液注入过滤器，该滑流取自使用离心泵来产生乳液的乳液生产回路。通过卡尔-菲雪尔(KarlFisher)滴定来测定测试中上游和下游的水含量，且把溶解的水作为背景，以所测的上游和下游水分含量为基础来计算分离。测试进行150分钟，或直到下游水分含量达到上游水分含量。根据该标准来进行测试，但注入的水分含量是1500-2000ppm。此外，测试在160升/小时的流速下进行，且使用的测试燃料是粘土处理的超低硫柴油燃料，且添加～800-1000ppm的单油酸甘油酯来把柴油水界面张力降低到9±mN/m。此外，使用具有0.5毫米的光学路径长度流动池的马尔文(Malvern)InsitecL粒度分析仪，测定注入的液滴尺寸在2-10微米(Dv50体积平均直径＝3.45微米，D[3][2]索特(Sauter)直径2.17微米，Dv90体积平均直径＝8.48)。使用7.4版软件RTSizer进行分析，输入的柴油燃料折射率是1.44，水是0.00+0.1i。
粘度测量：
使用具有UL低体积转子和管配件的布鲁克菲尔德(Brookfield)DVII+粘度计来测量粘度。报道的粘度是在22.5℃、100转/分钟(RPM)下测量的，单位为厘泊(cP)。样品先在扭曲允许的最大RPM下运行，然后在100RPM下运行5分钟，再读取粘度读数。
样品材料
实施例1
从包括力达尔(Lydall)Lypore9221-A/A(一种包括湿法成网的微玻璃和聚酯纺粘物)的无纺物过滤介质层冲切圆盘。制造商报道Lypore9221-A/A的特征在于，6mm平均流动孔径、48磅(lbs)/3000平方英尺(sqft)基重，16密耳(mil)厚度，且空气流动阻抗为15毫米水柱。从膜层压件(零件号LM10406，可从特拉华州纽瓦克的戈尔及同仁(W.L.GoreandAssociates)购买)冲切圆盘，该层压件是连接到聚酯无纺物的微孔ePTFE膜。所得ePTFE层压件的空气渗透率是1弗雷泽(Frazier)，厚度是0.19毫米，基重是77克每平方米，PMI测定的泡点是11.4psi，以及PMI测定的最大孔径是0.9微米。把材料以上游-无纺物-垫圈-ePTFE层压件-下游的构造，按照上面针对各测试所描述地固定在各样品固定器中。
实施例2
从无纺物过滤介质层冲切圆盘，该无纺物过滤介质层包括江森曼维尔(JohnsManville)DW40014003(熔体吹塑的精细PBT纤维)和阿尔斯通(Ahlstrom)220-PSFFL-A过滤介质，后者包括聚酯微纤维和用酚醛树脂固化的纤维素微玻璃湿法成网复合材料。制造商报道的材料规格为：基重约166磅/3000平方英尺，36密耳厚度，1.2弗雷泽(Frazier)空气渗透率，以及60psi的固化爆破强度。从实施例1所述的微孔ePTFE膜层压件冲切圆盘。把材料以上游-无纺物-垫圈-ePTFE层压件-下游的构造，按照上面针对各测试所描述地固定在各样品固定器中。
实施例3
从无纺物过滤介质层冲切圆盘，该无纺物过滤介质层包括熔体吹塑且基重为30克每平方米的聚丙烯精细纤维、以及尼哈格森纳(NeenahGessner)K13B50A过滤介质，后者包括熔体吹塑的50克/平方米聚酯和湿法成网的、用酚醛树脂浸渍的纤维素纸。K13B50A的特征是：13毫米平均流动孔径、285克/平方米的基重、0.75毫米厚度，在200帕斯卡下的空气流动为8升/平方米。从实施例1所述的微孔ePTFE膜层压件冲切圆盘。把材料以上游-无纺物-垫圈-ePTFE层压件-下游的构造，按照上面针对各测试所描述地固定在各样品固定器中。
实施例4
从无纺物过滤介质层冲切圆盘，该无纺物过滤介质层包括购自江森曼维尔(JohnsManville)的三层聚酯无纺物，零件号分别为DW6014003、DW6014044、DW406。从如实施例1所述的微孔ePTFE膜层压件冲切圆盘。把材料以上游-无纺物-垫圈-ePTFE层压件-下游的构造，按照上面针对各测试所描述地固定在各样品固定器中。
实施例5
从如实施例1所述的包括力达尔(Lydall)Lypore9221-A/A的无纺物过滤介质层冲切圆盘。从微孔ePTFE膜层压件(零件号LXP10029L#9493412，可从特拉华州纽瓦克的戈尔及同仁(W.L.GoreandAssociates)购买)冲切圆盘。ePTFE层压件是ePTFE在无纺物上的复合材料，该无纺物包括聚酯纺粘物和熔体吹塑的聚丙烯层。所得ePTFE层压件的空气渗透率是3弗雷泽(Frazier)，厚度是0.85毫米，基重是273克每平方米，PMI测定的泡点是4.2psi，以及PMI测定的最大孔径是2.5微米。把材料以上游-无纺物-垫圈-ePTFE层压件-下游的构造，按照上面针对各测试所描述地固定在各样品固定器中。
实施例6
从如实施例1所述的包括力达尔(Lydall)Lypore9221-A/A的无纺物过滤介质层冲切圆盘。从微孔ePTFE膜层压件(零件号LXP10029L#9493314，可从特拉华州纽瓦克的戈尔及同仁(W.L.GoreandAssociates)购买)冲切圆盘。ePTFE层压件是ePTFE在无纺物上的复合材料，该无纺物包括聚酯纺粘物和熔体吹塑的聚丙烯层。所得ePTFE层压件的空气渗透率是3.2弗雷泽(Frazier)，厚度是0.85毫米，基重是259克，PMI测定的泡点是3.58psi，以及PMI测定的最大孔径是3微米。把材料以上游-无纺物-垫圈-ePTFE层压件-下游的构造，按照上面针对各测试所描述地固定在各样品固定器中。
实施例7-8：
从如实施例3所述的包括尼哈格森纳(NeenahGessner)K13B50A的无纺物过滤介质层冲切圆盘。从实施例1所述的微孔ePTFE膜层压件冲切圆盘。把材料以上游-无纺物-垫圈-ePTFE层压件-下游的构造，按照上面针对各测试所描述地固定在各样品固定器中。
实施例9
一种原型过滤装置包括含以环形褶皱堆积排布的阿尔斯通(Ahlstrom)220PSFFLA无纺物过滤介质的第一过滤介质层，以及以环形褶皱堆积嵌入在该无纺物褶皱堆积内部内侧且包括实施例5所述ePTFE层压件的第二疏水层。阿尔斯通(Ahlstrom)220PSFFL-A的外部环形褶皱堆积(图6中的A)的褶皱高度是106毫米，褶皱深度是7.5毫米，且褶皱计数是55，封装后的有效面积是0.065平方米。微孔ePTFE膜层压件的内部褶皱堆积(图6中的B)的褶皱高度是85毫米，褶皱深度是13.5毫米，且褶皱计数是56，封装后的有效面积是0.103平方米。用环氧化物(JB快速焊接)接缝密封褶皱堆积。基于图6所示的所述层之间的最小分离，组装的装置在层1和层2之间的V/SA分离为3毫米。如图6所示地组装整个装置。该装置的固定组分(图6B中所有切细的元件，但A和B除外)是通过立体光刻从透明树脂SomosWatershed11120(帝斯曼(DSM))转变来的，且通过用两聚氨酯组件封装把褶皱堆积密封进入它们各自的帽盖中。图6的尺寸与内部褶皱堆积的底部端部帽盖的尺寸(该图中的C，C＝5.6厘米)成比例。使用维通(Viton)O形环来实现外壳的密封、以及入口63和出口64褶皱堆积A的端部帽盖至固体外壳60的啮合密封。本实施例中的流动路径是入口63–A–B–出口64。
比较例1
从包括力达尔(Lydall)Lypore9221-A/A的无纺物过滤介质层冲切圆盘(如上文实施例1所述)。
比较例2
从包括江森曼维尔(JohnsManville)DW40014003(熔体吹塑的精细PBT纤维)和阿尔斯通(Ahlstrom)220-PSFFL-A的无纺物过滤介质层冲切圆盘(如上文实施例2所述)。
比较例3
从包括熔体吹塑的聚丙烯精细纤维(基重为30克每平方米)和尼哈格森纳(NeenahGessner)K13B50A的无纺物过滤介质层冲切圆盘(如上文实施例3所述)。
比较例4
获得商业化的两极水过滤器分离器马勒(Mahle)KL490。该过滤器包括用密封至固体内部芯体中狭缝(apertur)的内部纺织丝网介质起褶的外部聚结无纺物介质。外部褶皱媒介约0.07平方米，具有80个3.5厘米高、1.5厘米深的褶皱。介质是～1.13毫米厚的复合材料，该复合材料包括精细纤维聚酯无纺物和湿法成网纤维素无纺物的所述层复合材料。在元件芯体上的纺织介质是疏水性丝网，纤维直径为30微米、厚度为60微米、网格开口为约20微米、每英寸约282凸起，以及通过氟化涂层提供表面精磨。为了本实施例，从第一层无纺物聚结介质冲切1.4英寸直径的圆盘。
比较例5
获得商业化的两极水过滤器分离器马勒(Mahle)KL228。该过滤器包括用密封至固体内部芯体中狭缝(apertur)的内部纺织丝网介质起褶的外部聚结无纺物介质。外部褶皱媒介约0.178平方米，具有146个3.5厘米高、1.75厘米深的褶皱。介质是～1.13毫米厚的复合材料，该复合材料包括精细纤维聚酯无纺物和湿法成网纤维素无纺物的所述层复合材料。在元件芯体上的纺织介质是疏水性丝网，纤维直径为25微米、厚度为50微米、网格开口为约20微米、每英寸约363凸起，以及通过氟化涂层提供表面精磨。为了本实施例，从第一层无纺物聚结介质冲切圆盘。
比较例6
获得商业化的两极水过滤器分离器贝克-艾尼雷(Beck-Arnley)043-1057。该过滤器包括用热密封至固体内部芯体中狭缝(apertur)的内部纺织丝网介质起褶的外部聚结无纺物介质。外部褶皱媒介约0.11平方米，具有78个4厘米高、1.75厘米深的褶皱。介质是～0.64毫米厚的复合材料，该复合材料包括精细纤维聚酯无纺物和湿法成网纤维素无纺物的多层复合材料。在元件芯体上的纺织介质是疏水性丝网，纤维直径为53微米、厚度为70微米、网格开口为约88微米、每英寸约131凸起，以及通过氟化涂层提供表面精磨。为了本实施例，从第一层无纺物聚结介质冲切圆盘。
比较例7
用外径等于1英寸且内径等于0.25英寸的环形垫圈GR片材，把在比较例4中所述的一片纺织丝网安装在过滤器固定器中。
比较例8
47毫米的纺织聚酯丝网Spectrapore零件号145832圆盘，15微米网格尺寸(可从加利福尼亚州兰卡多明兹(RanchoDominguez)的光谱实验室(SpectrumLabs)购买)。在溶于全氟庚烷PF5070(3M，明尼阿波利斯，明尼苏达州)的含氟丙烯酸酯聚合物(如US5462586所述)溶液中浸涂该丝网，并允许测试之前在100℃下用烘箱干燥1小时。
比较例9-14
从包括尼哈格森纳(NeenahGessner)K13B50A的无纺物过滤介质层冲切圆盘(如上文实施例3所述)。把材料以上游-无纺物-垫圈-ePTFE层压件-下游的构造，固定在各样品固定器中。
比较例15
从微孔ePTFE膜层压件(零件号LM10406)冲切圆盘(如上文实施例1所述)。
比较例16
从来自马勒(Mahle)KL490的第一层无纺物聚结介质冲切圆盘(如上文比较例4所述)。从微孔ePTFE膜层压件(LM10406)冲切圆盘，如上文实施例1所述。把材料以上游-无纺物-垫圈-ePTFE层压件-下游的构造，按照上面针对各测试所描述地固定在各样品固定器中。
比较例17
从来自贝克-艾尼雷(Beck-Arnley)043-1057的第一层无纺物聚结介质冲切圆盘，如上文比较例6所述。从微孔ePTFE膜层压件(LM10406)冲切圆盘，如上文实施例1所述。把材料以上游-无纺物-垫圈-ePTFE层压件-下游的构造，按照上面针对各测试所描述地固定在各样品固定器中。
比较例18
从无纺物介质冲切圆盘，如上文实施例4所述。
交叉流动测试结果讨论
把实施例1所述的微孔ePTFE膜层压件(可从特拉华州纽瓦克的戈尔及同仁(W.L.GoreandAssociates)购买)提供给过滤解决方案公司(FiltrationSolutionsIncorporated)(新泽西州哈克茨城(Hackettstown))。把该层压件制造成螺旋卷绕的交叉流动模块，外径为1.5英寸(过滤解决方案公司(FiltrationSolutionsIncorporated)，零件号SM1.5-10)，过滤器面积为0.21平方米。根据ISO19438标准，在制造商推荐的用于交叉流动的工作条件下，在西南研究院(SouthWestResearchInstitute)测试样品，且交叉流动速度为2.7升/分钟，以及通过下流泵把渗透物流限制到1升/米。ISO19438测试用悬浮于Mil-HPRF测试流体的ISOA3测试灰尘以50毫克/毫升注入过滤器。但是，对于具有如实施例5所详细描述构造的市售过滤器马勒(Mahle)KL228，在膜表面吹扫交叉流动时，模块在小于10分钟内被小于1/10的灰尘固定容量迅速堵塞。
水分离测试结果的讨论
在如上所述的水分离测试中评估实施例1-6和比较例1-9所述的样品。测试结果见下文的表1。
从表1可知，在实施例1-6所述的包括无纺物层、固定分离距离和微孔疏水膜的发明性复合材料抗水渗入，由此把燃料和水分离。相反，比较例1-8不抗水渗入，或者没有把燃料和水分离。具体来说，比较例1-3表明无纺物层单独并不抗水渗入。此外，比较例4-9表明尽管具有疏水性，但来自市售过滤器的聚结介质和疏水性纺织丝网不抗水渗入或把水从燃料从排斥。
水堵塞测试结果的讨论
在如上所述的水堵塞测试中评估实施例7-8和比较例3、10-14所述的样品。测试结果见下文的表2。
表2表明实施例7和8的、包括无纺物层、大于1.5毫米的V/SA分离和疏水微孔膜的发明性复合材料不会被水堵塞。相反，在比较例9-14所述的、体积面积分离距离小于1.5毫米的类似复合材料被水堵塞。此外，比较例3表明单独无纺物层能通过水，且在该测试中没有堵塞。因此，对于所述的发明性复合材料而言，清楚的是疏水膜和无纺物之间的分离距离对避免水堵塞是非常关键的。
颗粒堵塞测试结果的讨论
在如上所述的颗粒堵塞测试中评估实施例1-4和比较例1,2,3,4,6,15,16,17所述的样品。测试结果见下文的表III。
表3表明在实施例1-4中所述的、包括无纺物层、固定体积/面积分离距离和疏水微孔膜的发明性复合材料，提供耐久的颗粒过滤以及不被颗粒注入堵塞，代表了暴露于颗粒的真实情况的柴油燃料寿命。相反，比较例16和17堵塞，且这表明典型聚结介质的复合材料不能像发明性无纺物那样作用于防止堵塞，以及提供耐久或可靠的分离。比较例15表明只有疏水微孔ePTFE膜的设想也堵塞，且不提供耐久的分离。比较例1-5提供对照，表明只有发明性无纺物材料或者只有现有技术的聚结剂都不是观察到的堵塞行为和耐久性损失的原因。
颗粒清洁度测试结果的讨论
在如上所述的颗粒清洁度测试中评估比较例1,2,3,4和18所述的样品。测试结果见下文的表4。
测试的比较例1,2,3和18的介质没有ePTFE，并得到具有17/15/11或更好的ISO4406清洁度水平的滤液(如，具有少于1300颗粒/毫升大于4微米，少于320颗粒/毫升大于6微米，以及少于20颗粒/毫升大于14微米)，表明它们基本上不含颗粒(对于更大颗粒而言)，且具有与制造的测试流体相比拟或更好的燃料清洁度。相反，比较例4表明现有技术的典型聚结材料具有ISO编码22/21/17清洁度，不满足对发明性复合材料的无纺物的颗粒清洁度要求，而与例如具有ISO编码22/21/17清洁度的典型的未过滤的柴油燃料相比拟(参见例如德布拉为风(DebraWilfong)、安德鲁达勒斯(AndrewDallas)、杨川芳(ChuanfangYang)、菲利普约翰森(PhilipJohnson)、卡斯西克维斯瓦纳珊(KarthikViswanathan)、麦克马德森(MikeMadsen)、布莱恩图克(BrianTucker)和约翰图克(JohnHacker)，多纳尔森公司(DonaldsonCompany)，过滤中燃料过滤的新兴挑战(EMERGINGCHALLENGESOFFUELFILTRATIONinFILTRATION)卷10第2期，2010,第105-115页ISSN1479-0602)。
乳化燃料水分离测试的讨论
在实施例9所述的发明性复合材料装置以及在比较例4和比较例5中所述的市售过滤器马勒(Mahle)KL490、马勒(Mahle)KL228上进行SAEJ1488燃料水分离测试。表5显示了平均水分离效率，且图7显示了测试中测定的水分离效率随测试时间的变化。从图7可知，在测试期间发明性复合材料具有耐久的、高的水分离效率，但比较例立刻允许水通过且迅速下降到被认为没有意义的水分离水平，测试也就在该点终止。此外，通过直接观察输入原型的浑浊燃料以及在出口处的无色明亮燃料，使用发明性原型实施例9取得的分离结果是显而易见的。
表5
实施例 描述 平均分离效率
实施例9 发明性原型 93％
比较例5 马勒(Mahle)KL228 小于8％
比较例4 马勒(Mahle)KL490 小于1％

Claims (25)

1.一种用于把水从水/柴油燃料混合物中分离的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)提供多孔过滤介质层，
(b)用所述多孔过滤介质层过滤所述混合物，从而把所述混合物清洁到17/15/11或更好的ISO4406清洁度水平；
(c)提供疏水微孔层；以及
(d)在所述过滤步骤之后，使用所述疏水微孔层来从所述清洁的水/柴油燃料混合物中除去水，水分离效率为至少85％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水分离效率是至少93％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述疏水微孔层包括微孔含氟聚合物膜。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述疏水微孔层包括膨胀聚四氟乙烯和支撑件的复合材料。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述疏水微孔层包括膨胀聚四氟乙烯和无纺支撑件的复合材料。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，把所述多孔过滤介质层和所述疏水微孔层设置在所述水/柴油燃料混合物的流动路径上，从而所述层之间的V/SA满足下述关系
V S A > C μ Δ ρ g
其中V是一主体的体积，该主体具有由通过疏水微孔层的过滤器区域限定的正方形或长方形底面和高度，该高度等于所述层之间的最小直线距离，或者当最小分离距离为零时该高度等于所述层之间的平均分离距离；SA是覆盖疏水微孔层最顶部表面的几何平面的过滤器表面积；C是数字常数等于0.01238(米/秒)；μ是流体的动态粘度，单位是(克/米秒)；g是重力常数9.8(米/平方秒)；以及Δρ是中等馏分燃料和水相的密度差，单位是(克/立方米)。
7.一种用于在具有水微乳液的燃料的流动路径上提供耐久、不堵塞水分离的多层多孔复合材料，其包括：
a.过滤介质层
b.疏水微孔层
c.在所述层之间的分离V/SA，满足下述关系
V S A > C μ Δ ρ g
其中V是一主体的体积，该主体具有由通过疏水微孔层的过滤器区域限定的正方形或长方形底面和高度，该高度等于所述层之间的最小直线距离，或者当最小分离距离为零时该高度等于所述层之间的平均分离距离；SA是覆盖疏水微孔层最顶部表面的几何平面的过滤器表面积；C是数字常数等于0.01238(米/秒)；μ是流体的动态粘度，单位是(克/米秒)；g是重力常数9.8(米/平方秒)；以及Δρ是中等馏分燃料和水相的密度差，单位是(克/立方米)。
8.如权利要求7所述的复合材料，其特征在于，所述过滤介质层是无纺物。
9.如权利要求8所述的复合材料，其特征在于，所述过滤介质层是无纺物，提供具有17/15/11或更好的ISO4406清洁度水平的滤液。
10.如权利要求8所述的复合材料，其特征在于，所述过滤介质层是无纺物，提供具有13/15/10或更好的ISO4406清洁度水平的滤液。
11.如权利要求7所述的复合材料，其特征在于，所述疏水多孔层包括疏水微孔膜。
12.如权利要求11所述的复合材料，其特征在于，所述疏水多孔层包括ePTFE膜。
13.如权利要求12所述的复合材料，其特征在于，所述疏水多孔层包括最大孔径在0.1和50微米之间的ePTFE膜。
14.如权利要求11所述的复合材料，其特征在于，所述疏水多孔层包括ePTFE膜层压件。
15.如权利要求14所述的复合材料，其特征在于，所述疏水多孔层包括层压至无纺物的ePTFE膜。
16.如权利要求14所述的复合材料，其特征在于，所述层压件的弗雷泽渗透率是1-10，所述弗雷泽渗透率是穿过测试样品的压力降差为12.7毫米水柱时，空气的流动速率，单位是立方英尺每平方英尺的样品面积每分钟。
17.如权利要求15所述的复合材料，其特征在于，在所述流动路径上，所述层压件的所述ePTFE膜在所述无纺物之前。
18.如权利要求7所述的复合材料，其特征在于，所述层之间的V/SA满足下述关系
V S A > 1.5 m m .
19.如权利要求7所述的复合材料，其特征在于，所述层之间的V/SA满足下述关系
V S A > 2 m m .
20.一种汽车燃料过滤器，其包括如权利要求7所述的复合材料。
21.一种航空航天燃料过滤器，其包括如权利要求7所述的复合材料。
22.一种宇宙飞船燃料过滤器，其包括如权利要求7所述的复合材料。
23.一种用于把不互溶的极性液体从非极性有机液体混合物中分离的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)提供多孔过滤介质层，
(b)用所述多孔过滤介质层过滤所述混合物，从而把所述混合物清洁到17/15/11或更好的ISO4406清洁度水平；
(c)提供疏水微孔层；以及
(d)在所述过滤步骤之后，使用所述疏水微孔层来从所述清洁的有机液体混合物中除去极性液体，分离效率为至少85％。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述极性液体分离效率是至少93％。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述疏水微孔层是ePTFE膜和支撑件的复合材料。
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