CN111270340A - 一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，属于环保材料技术领域，包括如下步骤：(一)芳砜纶纤维的预处理；(二)改性填料的制备；(三)熔融纺丝；(四)拉伸定型。本发明提供了一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，最终制备的滤料纤维长时间在高温条件下力学性能优越，热尺寸稳定性佳，具有很好的耐高温性和耐氧化剂腐蚀性能，适用于袋式除尘器的使用。

Description

一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法
技术领域
本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法。
背景技术
滤袋的使用寿命受到运行环境中因素的影响：包括含尘气体的温度、湿度和化学腐蚀等。在化工、电力、水泥、冶金等袋式除尘器应用的行业中，常产生高温含尘烟气或烟尘，当温度高于时，此时常温用滤料等己不再适用。在目前高温烟气过滤工程的应用中，通常通过对高温烟气实施降温后达到200℃左右以下进行。由于在实际运行中烟气温度是烟尘温度的最低温度，实际除尘设计中的温度上限通常被认为是烟气温度。与常温烟气相比，高温烟气由于温度高，对烟气的密度、体积、气体分子运动等性能的影响较大。覆膜滤料表面的膜在高温条件下也会因高温氧化而脱落失效。在工程设计中，对高温含尘气的冷却降温措施固然重要，尤其对粗颗粒的预除尘，研发耐高温滤料是解决问题的根本。纤维滤料技术长期以来主要偏重于产品性能技术研究，在与重化工行业快速发展中实施相互匹配的功能化技术研究方面显得落后，滤料技术目前己逐渐表现为束缚袋式除尘技术进一步发展的瓶颈技术。对滤料技术进一步深化研究的根本在于将滤料的技术性研究转化到对滤料的功能化技术研究上，即：把滤料自身性能的研究与滤料应用的环境紧密结合起来，从行业应用的角度进一步深化认识纤维滤料的各种特性和织物构造，进一步提出正确使用滤料的方法和技术改进的途径。
芳砜纶是一种芳香族聚酞胺纤维，学名为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维，是由4,4'二氨基二苯砜，3,3'二氨基二苯砜和对苯二甲酰氯的缩聚物制成的纤维。大分子主链上由苯撑、间苯撑、酞胺基及砜基构成，由于芳砜纶既有对位又有间位的结构，大分子主链上存在强吸收电子的砜基基团，硫原子处于最高氧化状态，同时通过苯环的双键共轭，显著地降低了酰胺基上氮原子的电子云密度，所以具有突出的耐热、耐燃性能，芳砜纶是我国具有自主知识产权且实现工业化生产的耐高温纤维，在耐温性、尺寸稳定性、阻燃性等方面优于芳纶纤维。但是，该纤维对酸、碱、氧化剂等腐蚀性气体的抵抗性较差，特别是面对高温烟气时当温度高于纤维的连续使用温度时，纤维的基本结构和性质会发生变化，纤维容易变形和老化温度升高会加快化学反应速率，不仅酸性气体对纤维的腐蚀反应加快，而且高温会促进纤维的水解和氧化反应。另外，含有酸性腐蚀性气体的高温烟气冷却后容易发生结露。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，包括如下步骤：
(一)芳砜纶纤维的预处理：
a.将60％的PTFE原乳液均匀的喷洒到芳砜纶纤维的表面，然后将芳砜纶纤维放入电晕放电仪中进行电晕处理，处理60～70s后取出备用；
b.将操作a中电晕处理后的芳砜纶浸没到处理液Ⅰ中，在70～80℃的条件下搅拌处理30～36min后得混合物Ⅰ备用；
(二)改性填料的制备：
a.称取相应重量份的无水乙醇140～160份、去离子水3～3.6份、冰乙酸1～1.2×10-4份共同投入三口烧瓶中，在40～46℃的条件下搅拌处理40～50min后，将硅烷偶联剂加入到三口烧瓶中，在40～46℃的条件下继续搅拌处理8～9min后得混合液；
b.先将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为1g:30～40mL共同投入单口烧瓶中，在超声条件下分散处理35～45min后的纳米二氧化硅分散液，然后将纳米二氧化硅分散液加入到操作a中所得的混合液中，升温至80～90℃，搅拌处理8～10h后，离心，无水乙醇清洗3～5次后，烘干得固体粉末Ⅰ备用；
c.先将操作b中所得的固体粉末浸入处理液Ⅱ中，在200～220℃的条件下搅拌处理20～30min，在搅拌处理的同时进行低能质子辐照处理，然后抽滤、烘干得固体粉末Ⅱ备用；
d.将处理剂均匀的喷洒到操作c中所得的固体粉末Ⅱ的表面，然后置于DBD冷离子体设备中，冷等离子体处理5～9次后得改性填料备用；
(三)熔融纺丝：
将步骤(一)中预处理后的芳砜纶纤维粉末和步骤(二)中所得的改性填料按照重量比为56～64:1混匀后置于微射流高压均质机内进行均质处理，均质处理4～6min后，投入到双螺杆纺丝机内进行熔融纺丝处理，挤出制成半成品丝备用；
(四)拉伸定型：
将步骤(三)中所得的半成品丝进行饱和蒸汽浴拉伸，拉伸的总倍数为4～5倍，待其冷却至室温后，将其放入到温度为140～150℃的热空气中热定型处理即可。
通过采用上述技术方案，首先对芳砜纶纤维进行预处理，改善芳砜纶纤维的表面活性，提高芳砜纶纤维的界面粘结力，助于加工处理的顺利进行；然后在特制了一种改性填料，首先利用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行改性，改善纳米二氧化硅的分散性，初步提高其与滤料纤维基体成分之间的相容性，然后将其置于处理液Ⅱ中，同时进行质子辐照，合适能量的质子辐照，在纳米二氧化硅的表面形成刻蚀，使得纳米二氧化硅的晶体结构发生改变，并毛化了纳米二氧化硅的表面，提高了纳米二氧化硅的比表面积及表面粗糙度，此时处理液Ⅱ中的有效成分结合到刻蚀形成的微孔中，进一步改善纳米二氧化硅的填充特性，削弱其与滤料纤维基体成分之间的界面性，最后将处理剂喷洒到固体粉末的表面，处理剂在冷等离子体的作用下与微孔中的处理液成分紧密结合，赋予纳米二氧化硅耐氧化剂腐蚀性能，将改性填料与预处理后的芳砜纶纤维在微射流高压条件下进行均质处理，改性填料被细化，与芳砜纶纤维基体成分紧密结合。
进一步地，步骤(一)操作a中所述的电晕处理的电压为6～19kV。
进一步地，步骤(一)操作b中所述的处理液Ⅰ中各成分及对应重量百分比为：次氯酸钠4～5％、丙二醇0.8～0.9％、吐温20 3～4％，余量为去离子水。
通过采用上述技术方案，电晕的辅助作用下，PTFE乳液作用于芳砜纶纤维，纤维相互缠结，初步改善了芳砜纶纤维耐高温耐氧化特性，同时通过处理液的作用改善芳砜纶纤维的表面活性，提高芳砜纶纤维的界面粘结力，助于加工处理的顺利进行；
进一步地，步骤(二)操作a中所述的硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的任意一种，硅烷偶联剂与去离子水的重量体积比为1g:0.3～0.4mL。
进一步地，步骤(二)操作b中所述的超声波分散的频率为20～24kHz。
进一步地，步骤(二)操作c中所述的处理液Ⅱ中各成分及对应重量百分比为：茶多酚5～9％、月桂烯0.2～0.3％、d-柠檬烯0.3～0.34％、甲基正壬基酮0.08～0.09％、吐温205～6％、高锰酸钾1～2％、酒石酸6～8％，余量为去离子水。
进一步地，步骤(二)操作c中所述的低能质子辐照处理时质子能量控制为130～150keV。
进一步地，步骤(二)操作d中所述的处理剂中各成分及对应重量百分比为：茶多酚7～8％、丁基羟基茴香醚8～10％、二丁基羟基甲苯10～15％、吐温2013～16％，余量为无水乙醇。
进一步地，步骤(二)操作d中所述的冷等离子体处理的功率为2～4kW。
通过采用上述技术方案，制备出一种改性填料，不仅避免了纳米二氧化硅在进行填充时存在的团聚现象以及界面效应，改善了纳米二氧化硅的填充特性，还增强了填料在滤料纤维基体成分中的性能，提高滤料纤维的耐高温、耐氧化以及力学性能。
进一步地，步骤(三)中所述的均质处理时保持微射流高压均质机内的工作压力为100～120MPa。
通过采用上述技术方案，芳砜纶纤维粉末和步骤改性填料在振荡反应腔中对物料进行高速碰撞，高频振荡、瞬时压降和强烈剪切、气穴作用等作用，提高二者之间的相容性，进而改善芳砜纶纤维的性能。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供了一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，最终制备的滤料纤维长时间在高温条件下力学性能优越，热尺寸稳定性佳，具有很好的耐高温性和耐氧化剂腐蚀性能，适用于袋式除尘器的使用。
附图说明
图1为本发明具体实施例部分250℃下纤维断裂强度保持率的变化对比图；
图2为本发明具体实施例部分断裂伸长率的变化对比图；
图3为本发明具体实施例部分纤维在氧化剂腐蚀环境下断裂强度保持率的变化对比图。
具体实施方式
实施例1
一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，包括如下步骤：
(一)芳砜纶纤维的预处理：
a.将60％的PTFE原乳液均匀的喷洒到芳砜纶纤维的表面，然后将芳砜纶纤维放入电晕放电仪中进行电晕处理，电晕处理的电压为6kV，处理60s后取出备用；
b.将操作a中电晕处理后的芳砜纶浸没到处理液Ⅰ中，在70℃的条件下搅拌处理30min后得混合物Ⅰ备用，其中处理液Ⅰ中各成分及对应重量百分比为：次氯酸钠4％、丙二醇0.8％、吐温20 3％，余量为去离子水；
(二)改性填料的制备：
a.称取相应重量份的无水乙醇140份、去离子水3份、冰乙酸1×10-4份共同投入三口烧瓶中，在40℃的条件下搅拌处理40min后，将硅烷偶联剂加入到三口烧瓶中，在40℃的条件下继续搅拌处理8min后得混合液，其硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的任意一种，硅烷偶联剂与去离子水的重量体积比为1g:0.3mL；
b.先将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为1g:30mL共同投入单口烧瓶中，在20kHz的超声条件下分散处理35min后的纳米二氧化硅分散液，然后将纳米二氧化硅分散液加入到操作a中所得的混合液中，升温至80℃，搅拌处理8h后，离心，无水乙醇清洗3次后，烘干得固体粉末Ⅰ备用；
c.先将操作b中所得的固体粉末浸入处理液Ⅱ中，在200℃的条件下搅拌处理20min，在搅拌处理的同时进行低能质子辐照处理，质子能量控制为130keV，然后抽滤、烘干得固体粉末Ⅱ备用，其中处理液Ⅱ中各成分及对应重量百分比为：茶多酚5％、月桂烯0.2％、d-柠檬烯0.3％、甲基正壬基酮0.08％、吐温20 5％、高锰酸钾1％、酒石酸6％，余量为去离子水；
d.将处理剂均匀的喷洒到操作c中所得的固体粉末Ⅱ的表面，然后置于DBD冷离子体设备中，2kW的冷等离子体处理5次后得改性填料备用，其中处理剂中各成分及对应重量百分比为：茶多酚7％、丁基羟基茴香醚8％、二丁基羟基甲苯10％、吐温20 13％，余量为无水乙醇；
(三)熔融纺丝：
将步骤(一)中预处理后的芳砜纶纤维粉末和步骤(二)中所得的改性填料按照重量比为56:1混匀后置于微射流高压均质机内进行均质处理，100MPa的条件下均质处理4min后，投入到双螺杆纺丝机内进行熔融纺丝处理，挤出制成半成品丝备用；
(四)拉伸定型：
将步骤(三)中所得的半成品丝进行饱和蒸汽浴拉伸，拉伸的总倍数为4倍，待其冷却至室温后，将其放入到温度为140℃的热空气中热定型处理即可。
实施例2
一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，包括如下步骤：
(一)芳砜纶纤维的预处理：
a.将60％的PTFE原乳液均匀的喷洒到芳砜纶纤维的表面，然后将芳砜纶纤维放入电晕放电仪中进行电晕处理，电晕处理的电压为12.5kV，处理65s后取出备用；
b.将操作a中电晕处理后的芳砜纶浸没到处理液Ⅰ中，在75℃的条件下搅拌处理33min后得混合物Ⅰ备用，其中处理液Ⅰ中各成分及对应重量百分比为：次氯酸钠4.5％、丙二醇0.85％、吐温20 3.5％，余量为去离子水；
(二)改性填料的制备：
a.称取相应重量份的无水乙醇150份、去离子水3.3份、冰乙酸1.1×10-4份共同投入三口烧瓶中，在43℃的条件下搅拌处理45min后，将硅烷偶联剂加入到三口烧瓶中，在43℃的条件下继续搅拌处理8.5min后得混合液，其硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的任意一种，硅烷偶联剂与去离子水的重量体积比为1g:0.35mL；
b.先将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为1g:35mL共同投入单口烧瓶中，在22kHz的超声条件下分散处理40min后的纳米二氧化硅分散液，然后将纳米二氧化硅分散液加入到操作a中所得的混合液中，升温至85℃，搅拌处理9h后，离心，无水乙醇清洗4次后，烘干得固体粉末Ⅰ备用；
c.先将操作b中所得的固体粉末浸入处理液Ⅱ中，在210℃的条件下搅拌处理25min，在搅拌处理的同时进行低能质子辐照处理，质子能量控制为140keV，然后抽滤、烘干得固体粉末Ⅱ备用，其中处理液Ⅱ中各成分及对应重量百分比为：茶多酚7％、月桂烯0.25％、d-柠檬烯0.32％、甲基正壬基酮0.085％、吐温205.5％、高锰酸钾1.5％、酒石酸7％，余量为去离子水；
d.将处理剂均匀的喷洒到操作c中所得的固体粉末Ⅱ的表面，然后置于DBD冷离子体设备中，3kW的冷等离子体处理7次后得改性填料备用，其中处理剂中各成分及对应重量百分比为：茶多酚7.5％、丁基羟基茴香醚9％、二丁基羟基甲苯12.5％、吐温20 14.5％，余量为无水乙醇；
(三)熔融纺丝：
将步骤(一)中预处理后的芳砜纶纤维粉末和步骤(二)中所得的改性填料按照重量比为60:1混匀后置于微射流高压均质机内进行均质处理，110MPa的条件下均质处理5min后，投入到双螺杆纺丝机内进行熔融纺丝处理，挤出制成半成品丝备用；
(四)拉伸定型：
将步骤(三)中所得的半成品丝进行饱和蒸汽浴拉伸，拉伸的总倍数为4.5倍，待其冷却至室温后，将其放入到温度为145℃的热空气中热定型处理即可。
实施例3
一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，包括如下步骤：
(一)芳砜纶纤维的预处理：
a.将60％的PTFE原乳液均匀的喷洒到芳砜纶纤维的表面，然后将芳砜纶纤维放入电晕放电仪中进行电晕处理，电晕处理的电压为19kV，处理70s后取出备用；
b.将操作a中电晕处理后的芳砜纶浸没到处理液Ⅰ中，在80℃的条件下搅拌处理36min后得混合物Ⅰ备用，其中处理液Ⅰ中各成分及对应重量百分比为：次氯酸钠5％、丙二醇0.9％、吐温20 4％，余量为去离子水；
(二)改性填料的制备：
a.称取相应重量份的无水乙醇160份、去离子水3.6份、冰乙酸1.2×10-4份共同投入三口烧瓶中，在46℃的条件下搅拌处理50min后，将硅烷偶联剂加入到三口烧瓶中，在46℃的条件下继续搅拌处理9min后得混合液，其硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的任意一种，硅烷偶联剂与去离子水的重量体积比为1g:0.4mL；
b.先将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为1g:40mL共同投入单口烧瓶中，在24kHz的超声条件下分散处理45min后的纳米二氧化硅分散液，然后将纳米二氧化硅分散液加入到操作a中所得的混合液中，升温至90℃，搅拌处理10h后，离心，无水乙醇清洗5次后，烘干得固体粉末Ⅰ备用；
c.先将操作b中所得的固体粉末浸入处理液Ⅱ中，在220℃的条件下搅拌处理30min，在搅拌处理的同时进行低能质子辐照处理，质子能量控制为150keV，然后抽滤、烘干得固体粉末Ⅱ备用，其中处理液Ⅱ中各成分及对应重量百分比为：茶多酚9％、月桂烯0.3％、d-柠檬烯0.34％、甲基正壬基酮0.09％、吐温20 6％、高锰酸钾2％、酒石酸8％，余量为去离子水；
d.将处理剂均匀的喷洒到操作c中所得的固体粉末Ⅱ的表面，然后置于DBD冷离子体设备中，4kW的冷等离子体处理9次后得改性填料备用，其中处理剂中各成分及对应重量百分比为：茶多酚8％、丁基羟基茴香醚10％、二丁基羟基甲苯15％、吐温20 16％，余量为无水乙醇；
(三)熔融纺丝：
将步骤(一)中预处理后的芳砜纶纤维粉末和步骤(二)中所得的改性填料按照重量比为64:1混匀后置于微射流高压均质机内进行均质处理，120MPa的条件下均质处理6min后，投入到双螺杆纺丝机内进行熔融纺丝处理，挤出制成半成品丝备用；
(四)拉伸定型：
将步骤(三)中所得的半成品丝进行饱和蒸汽浴拉伸，拉伸的总倍数为5倍，待其冷却至室温后，将其放入到温度为150℃的热空气中热定型处理即可。
实施例4
一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，包括如下步骤：
(一)改性填料的制备
a.称取相应重量份的无水乙醇150份、去离子水3.3份、冰乙酸1.1×10-4份共同投入三口烧瓶中，在43℃的条件下搅拌处理45min后，将硅烷偶联剂加入到三口烧瓶中，在43℃的条件下继续搅拌处理8.5min后得混合液，其硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的任意一种，硅烷偶联剂与去离子水的重量体积比为1g:0.35mL；
b.先将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为1g:35mL共同投入单口烧瓶中，在22kHz的超声条件下分散处理40min后的纳米二氧化硅分散液，然后将纳米二氧化硅分散液加入到操作a中所得的混合液中，升温至85℃，搅拌处理9h后，离心，无水乙醇清洗4次后，烘干得固体粉末Ⅰ备用；
c.先将操作b中所得的固体粉末浸入处理液Ⅱ中，在210℃的条件下搅拌处理25min，在搅拌处理的同时进行低能质子辐照处理，质子能量控制为140keV，然后抽滤、烘干得固体粉末Ⅱ备用，其中处理液Ⅱ中各成分及对应重量百分比为：茶多酚7％、月桂烯0.25％、d-柠檬烯0.32％、甲基正壬基酮0.085％、吐温205.5％、高锰酸钾1.5％、酒石酸7％，余量为去离子水；
d.将处理剂均匀的喷洒到操作c中所得的固体粉末Ⅱ的表面，然后置于DBD冷离子体设备中，3kW的冷等离子体处理7次后得改性填料备用，其中处理剂中各成分及对应重量百分比为：茶多酚7.5％、丁基羟基茴香醚9％、二丁基羟基甲苯12.5％、吐温20 14.5％，余量为无水乙醇；
(二)熔融纺丝：
将芳砜纶纤维粉末和步骤(一)中所得的改性填料按照重量比为60:1混匀后置于微射流高压均质机内进行均质处理，110MPa的条件下均质处理5min后，投入到双螺杆纺丝机内进行熔融纺丝处理，挤出制成半成品丝备用；
(三)拉伸定型：
将步骤(二)中所得的半成品丝进行饱和蒸汽浴拉伸，拉伸的总倍数为4.5倍，待其冷却至室温后，将其放入到温度为145℃的热空气中热定型处理即可。
实施例5
一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，包括如下步骤：
(一)芳砜纶纤维的预处理：
a.将60％的PTFE原乳液均匀的喷洒到芳砜纶纤维的表面，然后将芳砜纶纤维放入电晕放电仪中进行电晕处理，电晕处理的电压为12.5kV，处理65s后取出备用；
b.将操作a中电晕处理后的芳砜纶浸没到处理液Ⅰ中，在75℃的条件下搅拌处理33min后得混合物Ⅰ备用，其中处理液Ⅰ中各成分及对应重量百分比为：次氯酸钠4.5％、丙二醇0.85％、吐温20 3.5％，余量为去离子水；
(二)熔融纺丝：
将步骤(一)中预处理后的芳砜纶纤维粉末置于微射流高压均质机内进行均质处理，110MPa的条件下均质处理5min后，投入到双螺杆纺丝机内进行熔融纺丝处理，挤出制成半成品丝备用；
(四)拉伸定型：
将步骤(三)中所得的半成品丝进行饱和蒸汽浴拉伸，拉伸的总倍数为4.5倍，待其冷却至室温后，将其放入到温度为145℃的热空气中热定型处理即可。
实施例6
申请号为：CN201510383471.X公开的一种天然纤维素/聚砜酰胺纳米纤维的制备方法。
为了对比本发明，分别用上述实施例2、实施例4、实施例5对应的方法制备滤料纤维，同时用实施例6对应的方法制备天然纤维素/聚砜酰胺纳米纤维，然后对每组纤维的力学拉伸性能、热尺寸稳定性以及耐氧化性进行测定，具体为：
(1)力学拉伸性能
每种纤维各取足量放置于250℃恒温供箱中进行高温处理。每隔48h取样，按照GB/T 14337-2008测试纤维的断裂强度、断裂伸长率等力学性能指标。测试使用的仪器为XQ-2纤维强伸度仪。测试时拉伸速度设为10mm/min，纤维的名义隔距长度为20mm，每个样品测试50根纤维。通过计算得到纤维断裂强度保持率和断裂伸长率。具体试验对比数据如图1和图2所示。
由图1和图2可以看出，在250℃的高温条件下，本发明方法所制备的滤料纤维的断裂强度出现上升现象，当处理时间不超过226h时，滤料纤维的断裂强度保持率大于100％，之后随着处理时间的延长断裂强度呈下贱趋势，当处理时间为672h时，断裂强度保持率仍在80％以上，其力学性能显著优于实施例6方法所制备的天然纤维素/聚砜酰胺纳米纤维；
(2)热尺寸稳定性
将纤维试样放置于250℃的恒温供箱中进行高温处理200h后的热收缩率。测试使用的仪器为XH-1纤维热收缩仪。
Figure BDA0002387238330000111
有上表1可以看出，通过本发明方法最终制得的纤维在250℃的条件下处理200h后，经纬向热收缩率分别为0.13％和0.16％，高温尺寸稳定性明显优于实施例6的纤维。
(3)耐氧化性
将滤料试样分别浸泡在室温下5％的次氯酸钠溶液和室温下5g/L的高猛酸钾溶液中24小时，达到设定浸泡时间后分别取出，进行清洗、供干、冷却后测定其断裂强度，分别计算5％的次氯酸钠溶液和5g/L的高猛酸钾溶液中断裂强度保持率的变化。具体试验对比数据如图3所示。
由图3可以看出，在室温下5％的次氯酸钠溶液和室温下5g/L的高猛酸钾溶液中24小时，通过本发明方法制备的滤料纤维的断裂强度保持率分别高达93％和96％，而实施例6方法制备出的天然纤维素/聚砜酰胺纳米纤维的断裂强度保持率分仅为62％和68％，其耐氧化的性能比较优越，并显著优于实施例方法制备的天然纤维素/聚砜酰胺纳米纤维。

Claims (10)

1.一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(一)芳砜纶纤维的预处理：
a.将60％的PTFE原乳液均匀的喷洒到芳砜纶纤维的表面，然后将芳砜纶纤维放入电晕放电仪中进行电晕处理，处理60～70s后取出备用；
b.将操作a中电晕处理后的芳砜纶浸没到处理液Ⅰ中，在70～80℃的条件下搅拌处理30～36min后得混合物Ⅰ备用；
(二)改性填料的制备：
a.称取相应重量份的无水乙醇140～160份、去离子水3～3.6份、冰乙酸1～1.2×10-4份共同投入三口烧瓶中，在40～46℃的条件下搅拌处理40～50min后，将硅烷偶联剂加入到三口烧瓶中，在40～46℃的条件下继续搅拌处理8～9min后得混合液；
b.先将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为1g:30～40mL共同投入单口烧瓶中，在超声条件下分散处理35～45min后的纳米二氧化硅分散液，然后将纳米二氧化硅分散液加入到操作a中所得的混合液中，升温至80～90℃，搅拌处理8～10h后，离心，无水乙醇清洗3～5次后，烘干得固体粉末Ⅰ备用；
c.先将操作b中所得的固体粉末浸入处理液Ⅱ中，在200～220℃的条件下搅拌处理20～30min，在搅拌处理的同时进行低能质子辐照处理，然后抽滤、烘干得固体粉末Ⅱ备用；
d.将处理剂均匀的喷洒到操作c中所得的固体粉末Ⅱ的表面，然后置于DBD冷离子体设备中，冷等离子体处理5～9次后得改性填料备用；
(三)熔融纺丝：
将步骤(一)中预处理后的芳砜纶纤维粉末和步骤(二)中所得的改性填料按照重量比为56～64:1混匀后置于微射流高压均质机内进行均质处理，均质处理4～6min后，投入到双螺杆纺丝机内进行熔融纺丝处理，挤出制成半成品丝备用；
(四)拉伸定型：
将步骤(三)中所得的半成品丝进行饱和蒸汽浴拉伸，拉伸的总倍数为4～5倍，待其冷却至室温后，将其放入到温度为140～150℃的热空气中热定型处理即可。
2.根据权利要求1所述一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，其特征在于，步骤(一)操作a中所述的电晕处理的电压为6～19kV。
3.根据权利要求1所述一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，其特征在于，步骤(一)操作b中所述的处理液Ⅰ中各成分及对应重量百分比为：次氯酸钠4～5％、丙二醇0.8～0.9％、吐温20 3～4％，余量为去离子水。
4.根据权利要求1所述一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，其特征在于，步骤(二)操作a中所述的硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的任意一种，硅烷偶联剂与去离子水的重量体积比为1g:0.3～0.4mL。
5.根据权利要求1所述一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，其特征在于，步骤(二)操作b中所述的超声波分散的频率为20～24kHz。
6.根据权利要求1所述一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，其特征在于，步骤(二)操作c中所述的处理液Ⅱ中各成分及对应重量百分比为：茶多酚5～9％、月桂烯0.2～0.3％、d-柠檬烯0.3～0.34％、甲基正壬基酮0.08～0.09％、吐温20 5～6％、高锰酸钾1～2％、酒石酸6～8％，余量为去离子水。
7.根据权利要求1所述一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，其特征在于，步骤(二)操作c中所述的低能质子辐照处理时质子能量控制为130～150keV。
8.根据权利要求1所述一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，其特征在于，步骤(二)操作d中所述的处理剂中各成分及对应重量百分比为：茶多酚7～8％、丁基羟基茴香醚8～10％、二丁基羟基甲苯10～15％、吐温20 13～16％，余量为无水乙醇。
9.根据权利要求1所述一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，其特征在于，步骤(二)操作d中所述的冷等离子体处理的功率为2～4kW。
10.根据权利要求1所述一种袋式除尘器用耐高温耐氧化滤料纤维的制备方法，其特征在于，步骤(三)中所述的均质处理时保持微射流高压均质机内的工作压力为100～120MPa。
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