Метод формования высокоэффективного самонесущего композитного фильтрующего материала из полимерных микро- и нановолокон

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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. Guan T., Yao M. Use of carbon nanotube filter in removing bioaerosols. Journal of Aerosol Science. 2009. V. 41. P.611-620.