ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2017-4-13-19ekip-853Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSМетод формования высокоэффективного самонесущего композитного фильтрующего материала из полимерных микро- и нановолоконMethod of Forming of Highly Efficient Self-supporting Composite Filter Material from Polymeric Micro- and NanofibresМикИ.А.MikI.A.

физик-исследователь

Physicist-researcher

podpiska@kalvis.ruГоревВ.Н.GorevV.N.

канд. физ.-мат. наук, руководитель проекта

Cand. Sci. (Phys.-Math.), Project Leader

podpiska@kalvis.ruТрубицынД.А.TrubitsynD.A.

ген. директор

Executive Director

podpiska@kalvis.ruНовосибирский государственный технический университетРоссияNovosibirsk State Technical UniversityRussian FederationООО "Тион Инжиниринг",РоссияTion Сo. LtdRussian Federation2017060420172141319Copyright © ООО "Калвис", 20172017ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/853

Впервые получен HEPA (High-Efficiency Particulate Air) фильтр объемной фильтрации на основе толстослойного самонесущего волокнистого материала. Представлен способ формования нового фильтра за один технологический этап, а также описана методика испытания фильтрующей способности нетканого материала. В отличие от существующих на рынке решений, предложенный способ формования характеризуется простотой технологического исполнения, что позволяет использовать его для производства новых фильтров. По основным параметрам – эффективность фильтрации, перепад давления, ресурс – HEPA фильтр на основе нового материала не уступает существующим рыночным аналогам. Исследование фильтрующей способности показывает, что такой материал имеет большой потенциал применения для улавливания частиц широкого диапазона размеров и открывает новые возможности проектирования и разработки самонесущего функционально-градиентного фильтрующего материала с заданным распределением параметров для различных приложений газоочистки.

For the first time was obtained HEPA (Highly Efficient Particulate Air), a filter of high volume filtration based on thick-layer self-supporting composite material. There was presented a method for forming a new filter in a single process step, as well as a method of testing the filtering ability of nonwoven material is described. In contrast to the existing solutions on the market, the proposed method of forming is characterized by the simplicity of the technological design, which makes it possible to use it for the production of new filters. By main parameters – filtration efficiency, pressure drop, resource, HEPA filter based on new material is not inferior to existent market analogs. Studies of the filtering ability show that such a material has a great potential of use for capturing of a wide range of sizes and open the door to new possibilities for designing and developing a self-supporting functional gradient filtering material with a predetermined parameter distribution for various gas-assisted applications.

электроформованиефильтрация аэрозоляэффективность фильтрациинетканый материалфункционально-градиентный материалнанокомпозитэнергоэффективностьelectrospinningaerosol filtrationfiltration efficiencyunwoven materialfunctional gradient materialnanocompositeenergy efficiencyReferencesLelieveld J., Evans J.S., Fnais M., Giannadaki D., Pozzer A. The contribution of outdoor air pollution sources to premature mortality on a global scale. Nature. 2015. V. 525. P.367-371.Lelieveld J., Evans J.S., Fnais M., Giannadaki D., Pozzer A. The contribution of outdoor air pollution sources to premature mortality on a global scale. Nature. 2015. V. 525. P.367-371.Alexandrescu L., Syverud K., Nicosia A., Santachiara G., Fabrizi A., Belosi F. Airborne nanoparticles filtration by means of cellulose nanofibril based materials. Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology. 2015. V. 7. P.29-36.Alexandrescu L., Syverud K., Nicosia A., Santachiara G., Fabrizi A., Belosi F. Airborne nanoparticles filtration by means of cellulose nanofibril based materials. Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology. 2015. V. 7. P.29-36.Kim S.J., Chase G., Jana S.C. The role of mesopores in achieving high efficiency airborne nanoparticle filtration using aerogel monoliths. Separation and Purification Technology. 2016. V. 166. P.48-54.Kim S.J., Chase G., Jana S.C. The role of mesopores in achieving high efficiency airborne nanoparticle filtration using aerogel monoliths. Separation and Purification Technology. 2016. V. 166. P.48-54.Araji M.T., Ray S.D., Leung L. Pilot-study on airborne PM2.5 filtration with particle accelerated. Sustainable Cities and Society. 2016. V. 28. P.101-107.Araji M.T., Ray S.D., Leung L. Pilot-study on airborne PM2.5 filtration with particle accelerated. Sustainable Cities and Society. 2016. V. 28. P.101-107.Огородников Б.И., Ковальчук В.П., Хан В.Е. Рост сопротивления фильтрующих материалов Петрянова при улавливании атмосферных аэрозолей близ ЧАЭС. Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. 2010. Вип. 13. С.146-153.Огородников Б.И., Ковальчук В.П., Хан В.Е. Рост сопротивления фильтрующих материалов Петрянова при улавливании атмосферных аэрозолей близ ЧАЭС. Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. 2010. Вип. 13. С.146-153.Tan D.H., Zhou C., Ellison C.J., Kumar S., Macosko C.W., Bates F.S. Meltblown fibers: Influence of viscosity and elasticity on diameter distribution. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. 2009. V. 165. P.892-900.Tan D.H., Zhou C., Ellison C.J., Kumar S., Macosko C.W., Bates F.S. Meltblown fibers: Influence of viscosity and elasticity on diameter distribution. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. 2009. V. 165. P.892-900.Wang Q., Mazea B., Tafreshia H.V., Pourdeyhimi B. A case study of simulating submicron aerosol filtration via lightweight spun-bonded filter media. Chemical Engineering Science. 2006. V. 61. P.4871-4883.Wang Q., Mazea B., Tafreshia H.V., Pourdeyhimi B. A case study of simulating submicron aerosol filtration via lightweight spun-bonded filter media. Chemical Engineering Science. 2006. V. 61. P.4871-4883.Persano L., Camposeo A., Tekmen C., Pisignano D. Industrial upscaling of electrospinning and applications of polymer nanofibers: a review. Macromolecular Material and Engineering. 2013. V. 298. P.504-520.Persano L., Camposeo A., Tekmen C., Pisignano D. Industrial upscaling of electrospinning and applications of polymer nanofibers: a review. Macromolecular Material and Engineering. 2013. V. 298. P.504-520.Yuna K.M., Hogan Jr. C.J., Matsubayashi Y., Kawabe M., Iskandar F., Okuyama K. Nanoparticle filtration by electrospun polymer fibers. Chemical Engineering Science. 2007. V. 62. P.4751-4759.Yuna K.M., Hogan Jr. C.J., Matsubayashi Y., Kawabe M., Iskandar F., Okuyama K. Nanoparticle filtration by electrospun polymer fibers. Chemical Engineering Science. 2007. V. 62. P.4751-4759.Zhang Q., Welch J., Park H., Wu C., Sigmund W., Marijnissen J. C.M. Improvement in nanofiber filtration by multiple thin layers of nanofiber mats. Journal of Aerosol Science. 2009. V. 41. P.230-236.Zhang Q., Welch J., Park H., Wu C., Sigmund W., Marijnissen J. C.M. Improvement in nanofiber filtration by multiple thin layers of nanofiber mats. Journal of Aerosol Science. 2009. V. 41. P.230-236.Leung W.W.F., Hung C.H., Yuen P.T. Effect of face velocity, nanofiber packing density and thickness on filtration performance of filters with nanofibers coated on a substrate. Separation and Purification Technology. 2010. V. 71. P.30-37.Leung W.W.F., Hung C.H., Yuen P.T. Effect of face velocity, nanofiber packing density and thickness on filtration performance of filters with nanofibers coated on a substrate. Separation and Purification Technology. 2010. V. 71. P.30-37.Guan T., Yao M. Use of carbon nanotube filter in removing bioaerosols. Journal of Aerosol Science. 2009. V. 41. P.611-620.Guan T., Yao M. Use of carbon nanotube filter in removing bioaerosols. Journal of Aerosol Science. 2009. V. 41. P.611-620.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.