Иглопробивной нетканый материал из микро- и нановолокон полипропилена (ПП)
Фильтрация газов и воздуха · Звукоизоляция · Уплотнения · Амфифильность
На нашем предприятии разработана технология получения микро- и нановолокон полипропилена (ПП) и технологии изготовления из этих волокон разнообразных нетканых изделий — от воздушного войлока до высокоплотного фетра.
1. Промышленная газоочистка и фильтрация выбросов
Рукавные и кассетные фильтры из иглопробивного ПП-микровойлока задерживают мелкодисперсную пыль, аэрозоли и взвеси на предприятиях цементной, металлургической, деревообрабатывающей и химической промышленности с эффективностью до 99,5 %.
При этом перепад давления на фильтре минимален — вентиляторы не работают на износ, межсервисный интервал увеличивается, а энергозатраты на прокачку воздуха снижаются на 15–30 %.
Внедрение подобных микро- и наноструктурированных материалов в практику промышленной газоочистки открывает широкие перспективы для создания компактных, высокопроизводительных систем фильтрации нового поколения, способных обеспечить тонкую очистку воздуха в химической, металлургической, энергетической и других высокотехнологичных отраслях производства.
2. Системы приточной и вытяжной вентиляции, чистые помещения
Кассеты и панели из ПП-нановолокон обеспечивают класс очистки G4–F9 без громоздких многослойных конструкций.
Фильтр не «зарастает» влагой, не гниет, не выделяет вредных веществ и сохраняет форму при многократных циклах «нагрузка — регенерация».
Крупные частицы застревают механически в лабиринте волокон. Мелкие частицы — PM2,5, аэрозоли, капли с вирусами — движутся хаотично по законам броуновского движения и, пролетая мимо волокна, «прилипают» к нему за счет сил Ван-дер-Ваальса и электростатики.
Плотная стенка не нужна — достаточно огромной площади поверхности нановолокон.
3. Звукоизоляция и шумопоглощение
Тот же самый войлок, уложенный в перегородки, кожухи оборудования, автомобильные панели или вентиляционные каналы, гасит звук на 20–35 дБ в средне- и высокочастотном диапазоне.
Материал не крошится, не пылит, не впитывает влагу и не теряет свойств десятилетиями.
Звуковая волна, попадая в толщу войлока, многократно отражается от миллионов тонких волокон. На каждом отражении часть энергии переходит в микротрение и рассеивается в тепло. Чем тоньше волокно и чем больше пористость, тем шире полоса поглощаемых частот.
Почему воздух проходит свободно, а пыль и шум — нет?
Трехмерная «паутина» вместо плотной стенки
Нановолокна ПП в 100–500 раз тоньше человеческого волоса. При иглопробивке они перепутываются в объемный войлок, где до 90–95 % объема занимает воздух.
Сопротивление потоку ничтожно, а путь для частицы — длинный и извилистый.
Фильтрация «касанием», а не ситом
Крупные частицы застревают механически в лабиринте волокон. Мелкие частицы — PM2,5, аэрозоли, капли с вирусами — движутся хаотично по законам броуновского движения и, пролетая мимо волокна, «прилипают» к нему за счет сил Ван-дер-Ваальса и электростатики.
Плотная стенка не нужна — достаточно огромной площади поверхности нановолокон.
4. Разработка многослойных композиционных стелечных материалов с использованием высокоплотного полипропиленового (ПП) микроволоконного фетра
Современная индустрия производства обуви предъявляет жесткие требования к комфорту, терморегуляции и гигиене внутриобувного пространства. Традиционные мономатериалы для стелек часто не способны одновременно обеспечить эффективный отвод влаги, амортизацию и долговечность.
В связи с этим наиболее перспективным направлением является создание комплексных многослойных стелечных систем, где ключевым функциональным элементом выступает высокоплотный фетр из полипропиленовых (ПП) микроволокон с плотностью от 0,2 г/см3.
Обладая уникальной удельной площадью поверхности, высокой прочностью на истирание и биологической стойкостью, ПП-микроволокно служит идеальным каркасом стельки. Однако его выраженные гидрофобные свойства и капиллярная плотность требуют интеграции в композитную структуру.
Внедрение гибридных волокон, таких как полый полиэфир, вискоза или натуральная шерсть, и послойное дублирование материалов позволяют реализовать принцип направленного транспорта влаги — эффект фитиля.
В такой системе каждый слой выполняет строго индивидуальную задачу: от моментального отвода пота от стопы и его распределения во внутренних слоях до обеспечения компрессионной стойкости и теплоизоляции.
Применение ПП-микроволокон в составе таких комплексных решений открывает новые возможности для создания наукоемких стелечных материалов нового поколения для спортивной, специальной и повседневной обуви.
5. Высокоплотный фетр из ПП-микроволокон для технических уплотнений, сальников, прокладок и демпферов
Высокоплотный фетр из ПП-микроволокон — отличный материал для технических уплотнений, сальников, прокладок и демпферов. Более того, в ряде узлов он превосходит классический шерстяной фетр (технический войлок) и резину.
Микроволоконная структура и свойства полипропилена делают его незаменимым в специфических промышленных условиях.
Защитные сальники и пыльники — уплотнения валов
Фетровые кольца удерживают пластичную смазку внутри подшипника или редуктора и одновременно блокируют попадание тонкодисперсной пыли снаружи.
За счет микроволокон диаметром в несколько микрон зазоры между волокнами настолько малы, что фетр работает как фильтр сверхтонкой очистки.
Химически стойкие прокладки
Полипропилен химически инертен. Такие уплотнения незаменимы в узлах, контактирующих с кислотами, щелочами, растворами солей и агрессивными моющими средствами, где шерстяной войлок или обычная резина быстро разрушаются.
Уплотнения в условиях высокой влажности
В отличие от шерсти, ПП не гниет, не плесневеет и не теряет прочность при постоянном контакте с водой.
Амортизационные и звукоизоляционные прокладки — демпферы
Высокоплотный фетр гасит вибрации и шумы в приборостроении, автомобилестроении и станках, не деформируясь необратимо под постоянной нагрузкой.
Показатели нетканых ПП-материалов
| Свойство | Что это дает на практике |
|---|---|
| Большая линейка по плотности (0,01–0,5 г/см3) | Легкий монтаж, низкая нагрузка на конструкции |
| Химическая инертность ПП | Стойкость к кислотам, щелочам, маслам и влаге |
| Амфифильность | Намокает за счет микрокапилляров, не плесневеет, легко регенерируется и впитывает нефтепродукты |
| Температурный диапазон −20…+120 °C | Работа в большинстве климатических и технологических условий |
| Экологичность | Не содержит связующих смол, формальдегида и стекловолокна |
| Иглопробивная структура | Волокна не склеены — материал дышит, не расслаивается, выдерживает вибрацию, не сминается и на ощупь очень мягкий |
Ключевые преимущества
1. Фильтрация воздуха и шумопоглощение в одном материале
Один и тот же рулон иглопробивного ПП-войлока из микро- и нановолокон решает две задачи одновременно: чистит воздух с минимальным сопротивлением потоку и гасит шум без тяжелых многослойных конструкций.
Никаких клеев, никакой стекловаты, никакого обслуживания «на износ» — только физика тонких волокон, работающая на вас.
2. Амфифильность нетканых материалов на основе микро- и нановолокон
Особо следует отметить амфифильность нетканых материалов на основе микро- и нановолокон — так называемых материалов с «умной» или переключаемой смачиваемостью, применяемых для разделения водонефтяных смесей.
За счет огромной разветвленной поверхности удается совместить в структуре единого материала олеофильные и гидрофильные свойства.
Это позволяет нановолокнам ПП эффективно улавливать как неполярные органические аэрозоли, так и полярные мелкодисперсные влажные фракции, одновременно снижая адгезию уловленных частиц к поверхности фильтра и увеличивая срок его регенерации.
Разрушение стойких эмульсий
На границе раздела воды и нефти амфифильный материал работает как ловушка. Его гидрофильные участки притягивают микрокапли воды, а олеофильные — нефть. Это способствует разрушению эмульсии и коалесценции капель.
Предотвращение засорения
Если фильтр является исключительно олеофильным, нефть быстро покрывает его плотной пленкой, и он забивается. Амфифильный материал благодаря гидрофильным участкам способен удерживать на поверхности слой воды, уменьшая сильное налипание нефтепродуктов на волокнах.
Переключаемые фильтры
Некоторые амфифильные полимеры могут менять свойства в зависимости от среды. В среде с избытком воды они проявляют преимущественно гидрофильные свойства, а при изменении условий — например, pH, температуры или давления — характер смачивания и селективность материала могут изменяться.
3. Респираторы высокого класса защиты FFP2 / FFP3 и маски
Материалы на основе микро- и нановолокон могут применяться в фильтрующих элементах респираторов и масок для защиты от строительной пыли, сварочных аэрозолей и других мелкодисперсных загрязнений при сохранении низкого сопротивления дыханию.
4. Системы вентиляции и кондиционирования
Воздушные фильтры из микро- и нановолокон позволяют обеспечить высокую степень очистки при сравнительно низком аэродинамическом сопротивлении, снижая нагрузку на вентиляторы и энергозатраты вентиляционных систем.
По вопросам подбора плотности, толщины и класса фильтрации обращайтесь к специалистам нашего предприятия.
Фото микро- и нановолокна ПП и изделий из него
