Влияние электретного наполнителя на эффективность фильтрации воздуха волокнисто-пористыми материалами на основе полипропилена

Abstract

Цель работы — изучение фильтрационных свойств волокнисто-пористых материалов на основе полипропилена с добавкой, улучшающей электретные свойства, и определение роли обработки материалов в электрическом поле в обеспечении эффективности очистки воздуха от жидких аэрозолей. Использовали следующие методы исследования: пневмоэкструзия расплавов полимеров, обработка в коронном разряде, изучение фильтрационных характеристик, изучение электретного заряда. Показано, что эффективность фильтрации для частиц размером более 1 мкм составляет более 99%, что соответствует коэффициенту проскока менее 1%, а размерный порог абсолютной тонкости фильтрации составляет 5 мкм. Установлено, что эффективность фильтрации существенно снижается при уменьшении размера частиц от 0,5 мкм до 0,2 мкм, при этом тенденция к снижению коэффициента проскока наблюдается с увеличением содержания модифицирующей добавки. Менее выражено уменьшение коэффициента проскока у фильтрующих материалов, дополнительно обработанных в электрическом поле. Таким образом, исследованные образцы фильтрующих материалов способны эффективно реализовать дополнительные эффекты захвата загрязнений. Это связано с ролью межфазных взаимодействий — а именно, с действием электростатических сил в развитой системе пор. Результатом является интенсификация электростатической адсорбции загрязнений. Уменьшение коэффициента проскока для частиц больших размеров у электрически заряженных материалов можно связать с неоднородностью электрического поля в пористой структуре. = The purpose of the work is to study the filtration properties of fibrous porous materials based on polypropylene (PP) with an additive that improves electret properties, and to determine the role of processing materials in an electric field in ensuring the efficiency of air purification from liquid aerosols. It is used pneumatic extrusion of polymer melts, corona discharge treatment, study of filtration characteristics, study of electret charge. Results: it was shown that the filtration efficiency for particles larger than 1 micron is more than 99%, which corresponds to a breakthrough coefficient of less than 1%, and the size threshold of absolute filtration fineness is 5 microns. It has been established that the filtration efficiency decreases significantly as the particle size decreases from 0.5 to 0.2 microns, while a tendency towards a decrease in the breakthrough coefficient is observed with an increase in the content of the modifying additive. The reduction in the breakthrough coefficient is less pronounced for filter materials additionally processed in an electric field. Conclusion: the studied samples of filter materials are able to effectively implement additional effects of contaminant capture. This is due to the role of interfacial interactions — namely, with the action of electrostatic forces in a developed pore system. The result is an intensification of electrostatic adsorption of contaminants. The decrease in the breakthrough coefficient for large particles in electrically charged materials can be associated with the inhomogeneity of the electric field in the porous structure.