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驻极体空气过滤静电放电驻极机理


驻极体空气过滤材料是利用静电力作用捕集尘粒,具有过滤效率高、阻力小和抗菌等优点。因此,近二、三十年来在生命科学和临床医学及环境净化工程等方面得到广泛应用。与此同时,静电驻极方法及工艺也获得了长足的进展。目前的驻极方法主要有静电纺丝法、电晕放电法、摩擦起电法、热极化法、低能电子束轰击法等。本文在对现有的驻极方法(工艺)进行全面对比的基础上,提出了既能很好地满足空气过滤的要求又符合我国目前经济技术条件的驻极方法,同时也对驻极体空气过滤材料的选择作了一些探讨。最后指出了驻极体空气过滤材料的静电驻极方法及其材料选择的发展方向。

目前,全球的环境日益恶化,与人类息息相关的空气环境更是如此,已经严重地危及到人类的健康。与此同时。现代高科技的某些关键部分对环境的净化要求极高。因此,现代社会需要具有高效、低阻等优点的空气过滤器。传统的空气过滤材料不是过滤性能不理想,就是价格(成本)太贵。而驻极体空气过滤材料具有众多优点,其发展十分迅速,在20世纪90年代已实现了产业化。但是,由于目前驻极体理论相对于应用滞后,这就使得驻极体空气过滤材料的发展还很不成熟,现在的驻极体空气过滤材料的静电驻极方法(工艺)各有优缺点,有必要进一步探讨。 1空气过滤材料静电驻极机理的对比与分析

1.1驻极体 驻极体是指那些能够长期储存空间电荷和偶极电荷的电介质材料,即从时间跨度上来看,它们的电荷衰减时间常数比驻极体形成的周期长得多。驻极体的电荷可以是真实电荷(或称空间电荷),也可以是偶极电荷,或者两者都有之[1]。驻极体空气过滤材料就是利用电荷的静电力作用捕集尘粒。 1.2驻极体空气过滤材料的静电驻极机理对比

自从20世纪70年代以来,各种荷电技术以及通过混合不同纤维的带电技术等各具特色的带静电过滤器得到了开发和利用[2]。其直接的结果是导致了现在的静电驻极方法(工艺)。这些方法(工艺)的静电驻极机理等内容见表1。 由表1可见,驻极体空气过滤材料的静电驻极方法中,就其静电驻极机理及特性而言,电晕放电法和摩擦起电法由自身的特性仍然是当前研究的重点;而热极化法易受温湿度影响,故它限制了其广泛应用;静电纺丝法和低能电子束轰击法由于它们的静电驻极机理较复杂,就目前的技术而言,要达到广泛应用困难还很大,如果它们的静电驻极机理十分清楚和技术成熟的话,它们可能比电晕放电法和摩擦起电法更有生命力。

由于材料的静电驻极方法(工艺)不同,所形成的驻极体的性质亦大不相同。具体情况见表2。   驻极体空气过滤材料要求材料的储存电荷密度大,其电荷密度的储存寿命长及储存电荷稳定性强等等。而储存电荷的稳定性主要取决于材料性质、充电方法、电荷分布状态、储存的环境条件等。根据上述要求,就静电驻极体的性质而言,从表2中可得,电晕放电法是目前最佳的静电驻极方法;热极化法在环境相对稳定时也是一种较好的静电驻极方法;摩擦起电法要在试验中进一步完善;静电纺丝法需要科技的进一步发展;低能电子束轰击法需要改进和简化静电驻极的工艺   近年来,报道了直流增加频率的低脉冲电晕充电比直流电晕充电或仅有脉冲电晕充电能获得更大的表面电荷密度[9]。这也许就意味着这种电晕充电的空气过滤材料的过滤效率更高,但是相关理论和实践有待于进一步完善。

驻极体空气过滤静电放电驻极机理

静电电晕放电驻极材料的选择

驻极体空气过滤材料的静电驻极工艺电晕放电

静电电晕放电驻极工艺性质的对比与分析

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