功能性空氣過濾材料是指具有某些特殊的、不同于一般的空氣過濾材料所固有的性能，能滿足特定行業(yè)、領域?qū)諝膺^濾材料特殊功能需求的濾材。功能性空氣過濾材料是針對特定行業(yè)，如耐高溫、耐腐蝕、抗靜電、拒水、拒油、阻燃、抗菌（病毒）、去除有害氣體等等而開發(fā)的空氣過濾材料，根據(jù)實際使用的不同需求，功能性空氣過濾材料的功能能夠復合，是近年來興起的空氣過濾材料研究領域的一個熱點。

    　駐極體空氣過濾材料經(jīng)過功能整理后，使之具有或強化其功能，可稱這種濾料為功能性駐極體空氣過濾材料。定義為：具有高的過濾效率、低的阻力、抗菌（病毒）等，并結(jié)合功能整理技術強化其功能以及使之具有耐高溫、耐腐蝕、拒水、拒油、阻燃、去除有害氣體等功能的一種新型駐極體空氣過濾材料。

　　空氣過濾材料的制造方法有共混紡絲法。靜電紡絲法。接枝法和后整理法。從理論上講，上述方法也適合于功能性駐極體空氣過濾材料的制造。另外，復合熔噴法也是功能性駐極體空氣過濾材料制造的新方法

    　1.1共混紡絲法

    　共混紡絲法是將功能性的納米材料粉體在化纖的聚合階段、熔噴階段或紡絲階段加入其中再紡絲，使生產(chǎn)出的合成纖維改變其原聚合物的某些性能。此法是生產(chǎn)功能性化纖的主要方法，其優(yōu)點在于納米粉體均勻分散在纖維內(nèi)部，因此耐久性好，所賦予的功能能夠穩(wěn)定存在。

    　1.2靜電紡絲法

   　 靜電紡絲法是化學纖維傳統(tǒng)溶液干法紡絲熔體紡絲的新發(fā)展，是當前納米纖維等超細纖維制造的zui主要的基本方法，與傳統(tǒng)的方法有著明顯的不同，它將聚合物溶液或熔體帶上幾千至幾萬伏高壓靜電，帶電的聚合物液滴在電場力的作用下被拉伸，當電場力足夠大時，聚合物液滴可克服表面引力，形成噴射細流。細流在噴射過程中，溶劑蒸發(fā)或固化，zui終落在接受裝置上，形成類似無紡布狀的纖維氈。靜電紡絲纖維zui主要的特點是纖維比傳統(tǒng)的紡絲法生產(chǎn)的細得多，直徑一般在十納米到上千納米之間。由這些纖形成的無紡布是一種有納米微孔的多孔材料，有很大的比表面積，因此，可作為良好的功能性駐極體空氣過濾材料。

    　1.3接枝法 

    　接枝法主要是為提高普通后整理法處理濾材功能的耐久性，設法在微細粉體與纖維之間建立化學鍵或其他形式的結(jié)合，從而使天然纖維也能獲得耐久性的功能效果。其方法主要有兩種：一是對粉體進行表面該性處理，同時利用低溫等離子技術、電暈放電技術等激活纖維上的某些基團而發(fā)生結(jié)合；二是利用某些化合物的“橋基”作用，將粉體聯(lián)結(jié)到纖維上。

    　1.4后整理法

    　后整理法是將功能性空氣過濾材料借助于分散、穩(wěn)定劑、粘合劑等助劑，利用涂層法、浸漬法、浸軋法等工藝處理到駐極體空氣過濾材料中，從而使這種濾材具有某些功能。采用那種方法，關鍵是要看駐極體空氣過濾材料的性能特點和整理的目的，選用相應的分散劑、增稠劑、粘合劑、穩(wěn)定劑、柔軟劑等助劑，以及合理的成漿工藝和漿料的穩(wěn)定技術等等。后整理方法相對簡單，可以根據(jù)不同的要求配置不同的整理劑，同時可結(jié)合一些有效的加工手段來進行，在小批量多品種的生產(chǎn)中具有很大的優(yōu)勢。

    　1.4.1浸漬法

    　就是駐極體空氣過濾材料放在裝有液態(tài)功能材料的容器中浸泡一段時間，當認為材料充分吸收后，拿起來放到烘箱烘干即可。利用浸漬法，不但空氣過濾材料的兩個表面具有功能性，而且這種空氣過濾材料的內(nèi)部也有功能性材料。浸漬法工藝簡單，但是很難控制功能性材料在駐極體空氣過濾材料中的量，這個量與駐極體空氣過濾材料的性能和功能性材料的性質(zhì)有很大的關系。

    　1.4.2涂層法

    　是指把具有某種功能的材料均勻地涂在駐極體空氣過濾材料的表面上。涂層法一般可以分為直接涂層法和羅拉熔融法。直接涂層法用一把固定的刮刀，將功能性材料均勻地涂覆在駐極體空氣過濾材料的表面。羅拉熔融法不必使用溶劑，對環(huán)境無污染且成本低。

    　1.4.3浸軋法

    　就是將駐極體空氣過濾材料放在功能性材料溶液中，然后再在軋機上扎平，以便使功能材料充分地黏附在駐極體空氣過濾材料上，接著在烘箱里烘干。根據(jù)材料的性質(zhì)和整理的目的，可以采用一浸一軋或二浸二軋工藝。 

    　1.5復合熔噴法

    　將功能性微粒與聚丙烯切片均勻混合，熔噴成非織造布，經(jīng)過電暈放電對其駐極，可制得功能性駐極體空氣過濾材料（聚丙烯）。功能性微?？梢允羌{米二氧化鈦、電氣石微粒等等。 

    　2駐極體空氣過濾材料功能整理后的性能分析

    　2.1低阻 

    　傳統(tǒng)的機械型空氣過濾材料僅僅依賴于機械阻擋作用，即通過對氣流中的粉塵微粒的攔截作用進行過濾，因此只有當過濾材料十分細并處于夯實狀態(tài)時，才能地捕獲微細粉塵，這樣就會導致空氣過濾材料的高阻力；如果要使機械型空氣過濾材料具有較低的阻力，那么就要求空氣過濾材料的結(jié)構(gòu)間隙較大、填充率低，而這樣的空氣過濾材料的過濾效率又較低。由此可見，傳統(tǒng)的空氣過濾材料很難做到低阻。駐極體空氣過濾材料利用纖維材料本身帶電，和對帶電粉塵靜電吸引的長程庫侖力作用捕獲粉塵，其纖維能以低的多的密度形成疏散和開發(fā)式的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出低流阻，同時還具有較高的過濾效率。表1說明駐極體空氣過濾材料的過濾性能與玻璃纖維空氣過濾材料的相比，在過濾效率相同和其他條件一樣時，前者阻力僅為后者的1/10作用。帶電針刺氈的過濾效率是未帶電的熔噴非織造布的近2倍，是紡粘非織造布的近17倍。在同樣的過濾效率時，駐極體空氣過濾材料的阻力損失只有普通空氣過濾材料的1/3作用，在相同的阻力損失條件下，前者的過濾效率要比后者的高許多。

    　2.2抗菌（病毒）

   　 隨著人們生活水平的提高，空調(diào)已經(jīng)成為人們生活中*的一部分?？照{(diào)為人們提供舒適的溫度的同時，也成為相對封閉的室內(nèi)環(huán)境的“室內(nèi)感染”的誘因。空氣中多為抗逆性強的細菌，如一些革蘭氏陰性細菌（微球型屬，八疊球菌屬，細菌芽孢等等）和一些病原細菌（結(jié)核桿菌，白喉桿菌，葡萄球菌等等），對不良環(huán)境的抵抗能力較強，能夠在空氣中存活較長時間。當它們落到合適的基質(zhì)上，在適宜的條件下就會大量的繁殖[10]。在密閉的環(huán)境中如何解決空氣系統(tǒng)的感染問題已成為目前的研究熱點之一。

    　空氣過濾材料能濾除一定數(shù)目的細菌，但在使用一段時間后，隨著濾材上容塵量的增加其上的細菌有增加的趨勢，尤其是濾材被用在陰暗、潮濕，而且溫度適宜的環(huán)境中，細菌會在濾材上面迅速繁殖，不斷繁殖的細菌可能發(fā)展到整個空氣過濾器上，破壞空氣過濾器的結(jié)構(gòu)，使有害微粒在室內(nèi)的空氣中廣泛傳播，影響人們的健康，甚至造成交叉感染。

    　功能性駐極體空氣過濾材料由于高的過濾效率，能夠濾除95％以上的細菌，由于其強靜電場和微電流的刺激作用，可以殺死90％左右的細菌，并能抑制各類細菌的繁殖。

   　 2.3去除有害氣體

   　 目前，主要的氣態(tài)污染物有氯化物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、粉塵、二惡英、甲醛等等，其中以二惡英、甲醛等氣態(tài)污染物對人體健康影響zui大。

   　 駐極體空氣過濾材料從理論上講，駐極體能產(chǎn)生離子，因此可以降解污染物。如果對駐極體空氣過濾材料進行功能性處理，如在濾材上負載納米二氧化鈦，利用光催化的作用與駐極體產(chǎn)生的離子對氣態(tài)污染物降解的復合作用，強化駐極體空氣過濾材料對室內(nèi)氣態(tài)污染物的去除作用。

    　2.4耐腐蝕

   　 室內(nèi)的空氣品質(zhì)依賴于室外的大氣狀況，目前，我國的工業(yè)污染比較嚴重，被污染的空氣成分比較復雜，往往帶有酸性或堿性物質(zhì)，尤其是當被用于酸性或堿性環(huán)境時，這就對空氣過濾材料的耐腐蝕性提出了要求。

 　   功能性駐極體空氣過濾材料所帶靜電荷受濾材表面結(jié)構(gòu)的影響，濾材表面結(jié)構(gòu)破壞嚴重時會加速其電荷衰減，從而影響濾材的使用性能，縮短濾材的使用壽命。目前，駐極體空氣過濾材料多為聚丙烯纖維，可以通過表面涂層或覆膜涂料處理，以改善功能性駐極體空氣過濾材料的耐腐蝕性能。

   　 2.5拒水拒油

   　 在我國南方的雨季，由于空氣濕度過大，布袋除塵器常常發(fā)生糊袋現(xiàn)象，在一些工藝中，由于氣體含濕量大，也會發(fā)生上述現(xiàn)象。由于糊袋粉塵難以從濾袋上剝離，所以袋式除塵器阻力會迅速上升，有時甚至無法工作。為了解決此現(xiàn)象，多對功能性空氣過濾材料加以拒水及拒油處理。功能性駐極體空氣過濾材料多用于空氣過濾器，如果這種濾材濾除的顆粒物含有較多的水份，就會阻塞濾材的孔隙，影響濾材的過濾性能。 

    　2.6靜電

    　一般的空氣過濾材料要求濾材具有抗靜電的功能。主要是一些可燃性粉塵、鋁粉、面粉等等可以與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應，當空氣中懸浮的粉塵達到一定濃度后（超過其爆炸下限），如果遇到靜電放電火花或外界點火等因素，就極容易導致爆炸和火災。目前，實用的駐極體空氣過濾材料的靜電電勢不高，至于能不能引起火災，需要進行實驗，并結(jié)合在實際使用中的情況而定，但是駐極體空氣過濾材料在目前的使用行業(yè)內(nèi)，還沒有見到發(fā)生爆炸和火災的文獻報到。

   　 2.7耐溫

　　目前，駐極體空氣過濾材料多為纖維材料，纖維材料的使用對溫度有要求，另外，駐極體空氣過濾材料的溫度對其所帶靜電荷的穩(wěn)定性有影響。駐極體的衰減（或退極化）過程可以通過提高溫度以加速，現(xiàn)在的駐極體空氣過濾材料適合于在常溫環(huán)境中使用，zui高工作溫度不高于100℃，zui低工作溫度也不能過低。

 　　3結(jié)束語

    　本文初步探討了駐極體空氣過濾材料的功能整理及其技術，并就其性能做了分析。由于駐極體空氣過濾材料所帶靜電的影響，對其進行的功能整理技術與一般空氣過濾材料的功能整理技術有差別，對于其整理后的性能分析，有待于進一步的研究和實驗來證實。

來源：中國過濾網(wǎng)