高效空氣過濾器和供熱、通風及空調系統HVAC過濾器的過濾介質

高效微粒空氣過濾器（HEPA高效過濾器）廣泛地應用于要求清潔無菌的房間，如電子產品和藥物生產，手術室以及空氣清潔器、吸塵器袋和防塵面罩等領域。

各種各樣的介質包括超細玻璃纖維墊、熔噴（MB）纖網、靜電紡纖網和ｅPTFE薄膜都可達到HEPA的過濾要求。

它們或是用超細或是用納米纖維制成，或是有纖維狀結構，這樣可以取得較大的纖維表面積或是在原纖結構中會存在很多微孔。

但是，它們的克重、集塵量和使用壽命各不相同，不同成分和結構的材料更有著迥異的壓降。對于熔噴纖網來說，必須經過駐 極才能取得HEPA級別的過濾效率，與亞微級超細玻璃纖維和納米纖維靜電紡纖網相比，熔噴纖網的超 細纖維直徑較粗。一些其他的介質不用反向增加壓降也可經充電后提高過濾效率。而應用駐極（ECｅｄ）的熔噴聚丙烯纖網的優勢在于它的低壓降和高集塵量。盡管熔噴聚丙烯（PP）纖網的電荷衰減很慢，但潤滑劑微粒和柴油機放出的廢氣會影響長期儲存和應用。本篇將對各種不同材料在駐極和未經駐極兩 種情況下，當材料用作HEPA過濾器時的過濾效率、壓降和使用壽命做一個比較。

實驗中所選用的材料有駐極熔噴（ＥＣＭＢ）材料、超細玻璃纖維紙、ｅＰＴＦＥ薄膜和靜電紡納米纖 維網。熔噴（ＭＢ）材料是在ＴＡＮＤＥＣ紡織和非織造發展中心的雙組分熔噴生產線上生產的，駐極由ＴＡＮＴＲＥＴ Ｔ—ＩＩ完成，它對于厚型和高克重的產品十分適用。靜電紡（ES）尼龍材料的納米纖維直徑范圍為50—60ｎｍ，在ＴＡＮＤＥＣ的靜電紡設備上生產完成。超細玻璃纖維紙和ePTFE薄膜都是工業級產品。

 

對于過濾材料來說，使用壽命是十分重要的。駐極熔噴（ＥＣＭＢ）材料的過濾效率（ＦＥ）隨ＮａＣｌ微 粒的加載而增加，那是由于ＮａＣｌ微粒在過濾材料上的粘結成餅所致。對于其他材料來 說也是如此。然而，隨ＤＯＰ微粒的加載，駐極熔噴（ＥＣＭＢ）材料的過濾效率（ＦＥ）卻下降，那是由于

ＤＯＰ微粒之間是粘連的，這樣就在纖維表面形成了一層ＤＯＰ層，由于ＤＯＰ層的高介電常數，使得由纖 維中的電荷形成的電場強度下降。

 

經TANTRETT．ＩＩ充電的駐極熔噴（ＥＣＭＢ）材料抗ＤＯＰ退化的能力要比普 通的工業用駐極熔噴材料強得多。所以，充電方法的選擇對于介質有效帶電及抗ＤＯＰ退化能力來說 是一個重要課題。應用高克重的駐極熔噴（ＥＣＭＢ）材料，如１８０ ｇｓｍ，在很大程度上可彌補ＤＯＰ的加 載對過濾效率（ＦＥ）的影響，那是由于ＤＯＰ微粒可有更長的時間使電荷停滯在駐極熔噴 （ＥＣＭＢ）纖維上。

 

HEPA等級的ePTFE薄膜有很高的壓降，這限制了它在過濾方面的應用。多孔ｅＰＴＦＥ薄膜可減 小壓降，但它的過濾效率（FE）也將下降。ｅPTFE薄膜多用于表面過濾。因此，塵餅會很快在薄膜上形 成，塵餅形成過程中，壓降會驟然上升，如圖７所示，它對ＨＶＡＣ．等級的ｅPTFE薄膜、HVAC等級的玻 璃纖維紙和駐極熔噴（ＭＢ）材料這三者作了一個比較。這三者有相似的初始壓降。

當ｅPTFE薄膜遇上潤滑劑顆粒時，如DOP顆粒，則薄膜將被顆粒浸濕，很快地、孑Ｌ隙將被油粒填 滿。所以，薄膜上的有效孔隙就會減少。薄膜內的過濾速率將隨有效孔隙容積的下降而上升。因此，在ｅＰＴＦＥ薄膜上，隨潤滑劑顆粒的加載過濾效率（ＦＥ）會下降而壓降會上升。 結論 在達到相同ＨＥＰＡ過濾要求時，駐極熔噴（ＥＣＭＢ）材料與其他材料相比，壓降較低。在遇到ＤＯＰ 顆粒時，駐極熔噴（ＥＣＭＢ）材料的過濾效率（ＦＥ）較低。隨著ＤＯＰ顆粒的加載，駐極熔噴（ＥＣＭＢ）材料的過濾效率下降。但可通過采用不同的充電方式來減慢駐極熔噴（ＥＣＭＢ）材料過濾效率下降的速度。 同樣也可使用較大克重的駐極熔噴（ＥＣＭＢ）材料達到這一目的。玻璃纖維紙隨ＤＯＰ微粒的加載，其過濾效率（ＦＥ）和壓降都無明顯變化，但隨ＮａＣｌ顆粒的加載，其過濾效率（ＦＥ）和壓降都上升。而在 ｅＰＴＦＥ薄膜上，隨潤滑劑顆粒的加載，其過濾效率（ＦＥ）下降，而壓降上升，但隨ＮａＣＬ顆粒的加載，其 過濾效率（ＦＥ）和壓降都上升。 
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