过滤性特种纸综述
1 引言
在化工或某些其他工业生产过程中．为了能够从气体、液体中分离、除去有害物质或杂质，回收有用物质．需要利用某种过滤介质使两者分开，以达到节约资源、保护环境、维护人身健康、改进生产工艺、提高产品质量的目的。所以．过滤技术已经获得了广泛地应用。
过滤技术常用的过滤介质——有各种过滤性特种纸(及纸板)，它们的特点是：机械承受力强，结构疏松多孔，化学惰性较高，通透能力甚佳。在进行过滤作业的时候．这些过滤纸能够经得起气体或液体的冲击力．并且与之相接触也不会发生任何作用。同时．还可以确保气体或液体顺利通过，阻力很小，分离效率较高。
过滤性特种纸的定量一般比较大，定量在300g／m2以下而厚度较小(1．Omm)。可加工成各种形状的滤芯．与过滤器一起使用。过滤性特种纸板的定量在300g／m2以上、厚度也大(5mm)的，可加工成所需的大小尺寸．与板框过滤机配套使用。在过滤性特种纸(及纸板)的制造过程中必须解决的是：纸页强度(抗张强度、耐破度)和过滤性能(孔径大小、滤过时间)这两个相互矛盾的问题。
根据所分离的对象不同．一般有过滤气体和过滤液体两大类。过滤气体包含有的气体是：(1)灰尘气体，即工厂燃烧的废气、尾气；(2)毒气溶胶，即含细菌、毒气、铅烟等的气溶胶；(3)放射性气体，即含有天然的或人造的放射性尘埃气体；(4)放射性空气．即含放射性碘、氡、氙等气体。过滤液体包含有的液体是：(1)油类，即燃料油、润滑油、液压油等；(2)水类，即水溶液、水乳液等；(3)有机溶剂类，即苯、二甲苯等及其溶液。
生产过滤性特种纸(及纸板)所需的原料和辅料有：玻璃纤维、合成纤维、植物纤维、活性炭纤维等。而加入的填充物有钛白粉、硅藻土、珍珠岩、湿强剂、分子筛、离子交换树脂等等。
2 超细玻璃纤维过滤纸
超细玻璃纤维过滤纸(uhra-frine glass fiber filterpapeO是过滤纸中一种新的高技术产品。与以植物纤维为原料抄造的普通过滤纸不一样，它是采用超细玻璃纤维为主并经过加工处理而制成的特种纸。其过滤效率高过(99．9—99．99999)％，过滤精度达到(1—5) m。主要应用于净化空气，因而受到电子、医疗、国防等部门的重视。在无尘室、防毒面具、净化工作台等许多方面都需要高度清洁的环境，而这种纸就是过滤空气的重要材料和净化方式之一。
玻璃纤维一般具有耐高温、抗腐蚀、化学稳定性好等特性。此外，它本身呈白色，性脆，密度大(比纤维素重1．62倍)．表面光滑等特点。而超细玻璃纤维除了纤维直径小、含有约(2-5)％的粗料和渣球外，并无其他杂质．不需要用水洗涤，可以直接进入打浆工序。因为考虑到超细玻璃纤维的碎裂性较大，在水中容易下沉．而且交织力较差，所以有必要对它进行“补强”加工。通常有以下几种补强的方法：(1)添加适量的纸浆。由于经过打浆后植物纤维的加入，提高了彼此的交织空间．从而能够在长网纸机上顺利抄造．产品质量也能满足要求。(2)加酸使之酸化。向超细玻璃纤维悬浮液中，加入盐酸或硫酸，调整pH值为3．0~3．5，使此种纤维的悬浮分散，又能产生某种黏附作用，从而使纸页的增强效果明显提高。(3)添加增强剂。纸张的增强剂较多，如阳离子聚丙烯酰胺(简称CPAM)、聚醋酸乙烯酯、丙烯腈与丙烯酸丁酯的聚合物等。选用何种增强剂及添加量应根据产品的要求来决定。一般用量是(1～2)％。(4)浸渍处理补强。如果上述三种方法达不到预期效果，那么就采取胶液(分别有胶黏剂、202胶、氯醋胶的水乳液、聚乙烯醇的水溶液)浸渍的方法，也可加大成纸的强度(抗强增幅达到100％一300％)。不过，其最大孔径有所下降，空气阻力有所增加，过滤效率有所减低，但总的要求还是适用的。
在自然界各种气体中存在的粒子的直径都是非常细小的，例如：飞灰1～200，花粉2O～3O，灰尘O．1～2O，细菌0．3～3，油烟O．O3～1，烟草的烟O．O1～1，病毒O．O2～O．O5，放射性尘埃0．003～0．01 8，氡放射性粒子0．001～0．04(1：2上单位为 m)。如果采用植物纤维过滤纸，其过滤效率为(16～87)％，透过率最好的是13％。而超细玻璃纤维过滤纸的过滤效率为99．99995％．透过率是0．00005％。相比之下，这意味着若过滤含有100万个尘埃(粒子)的气体时，透过前者的粒子多达130万个；而透过后者的粒子只有5个。由此可见．超细玻璃纤维过滤纸的过滤效率是非常突出的。
在制造工艺上．玻璃纤维不需要打浆，只需要进行分散，抄造时也不需要压榨，所以是比较简单一些的。然而，正是因为玻璃纤维细长，长宽比大，而且该纤维表面带有电荷．纤维间容易互相缠绕，产生纤维絮聚现象的可能性大大增加．从而影响过滤性特种纸的匀度。为了确保玻璃纤维在水中具有较好的分散状态，一般可以采取下列措施：(1)降低悬浮液的pH值到3．0；(2)减少浆料的浓度为0．4％；(3)改善玻璃纤维表面润湿状况；(4)调整白水循环系统。只有解决好玻璃纤维的分散问题，才能抄造出匀度较好的过滤性特种纸。
超细玻璃纤维过滤纸的用途很多，在工业部门、电子工厂、军工装备、医疗卫生和科研单位等都可发挥重要的作用。作为一种净化介质，能够除去有害的粉尘、烟雾，还能隔除细菌、病毒，放射性粒子，适用于洁净室、净化工作台，无菌手术间等的空气净化。
3 黏稠液体过滤纸
黏稠液体过滤纸(viscous liquor filter paper)~称黏稠流体过滤纸。它是专门用于过滤黏稠液体的特种纸。所谓黏稠液体，是指该液体又黏又稠，既不同于一般液体，又不同于非牛顿流体(泥浆、纸浆)，流动缓慢，用简单方法过滤十分困难。更有甚者，该液体中除含有一些尘埃外，还含有未完全溶解的胶体颗粒。前者形状固定，后者容易变形。过滤时，没有压力流不动．增加压力后又使阻留于过滤材料表面的胶体粒子被挤压进入内部孔道．形成堵塞，使滤出量减少，过滤效率降低。再加大压力则会有“穿滤”的危险。
常见的黏稠液体有：油漆、动物胶、磺化黏液、聚丙烯腈、醋酸纤维素等。这些物质本身具有很大的黏性，同时其微粒细小，大约是几个微米甚至更低。有的微粒还带有电性，除去它们使之不导电，是精密过滤必须承担的任务。
过去，常用于黏稠液体过滤的是加压式的板框过滤机。其过滤介质多为棉布、织物，过滤级数(即次数)分为一级、二级、三级。采用三级过滤时使用的过滤介质：第一级3层是纱布、棉垫。纱布；第二级6层是府绸、白布、绒布、纱布、棉垫、纱布；第三级4层是绒布、白布、府绸、府绸。这种过滤方式不仅成本高、浪费大，滤液的质量也不理想。因此，如果使用黏稠液体过滤纸，就可以避免黏稠液体过滤时那些麻烦事情，以纸代布，轻松地解决这个问题。
黏稠流体过滤纸使用的原料是漂白亚硫酸盐针叶木浆，在工艺上控制好打浆度．适当添加增强剂(如2％聚乙烯醇等)。还可以考虑用一层滤纸和一层纱布组合(即背衬纱布)而成，以加大增强效果。当然．如果过滤1～100微米量级的黏稠粒子．也可以加用聚丙烯、丙烯、尼龙等高分子化合物。对某些粒子的收集，必要时利用活性炭等，使吸附和过滤作用两者兼而有之。
当前．过滤技术已经成为质量管理的重要的手段之一。随着高新技术的深入发展，将需要功能更多、规格齐全、品质优异的特种过滤材料。与此同时，过滤性特种纸的应用范围扩大到航天、航海、基因工程、生命科学等领域，市场前景十分广阔。不断地开发和研制新的特种纸是非常必要、很有前途的，这也是造纸工作者肩上一项光荣的使命。
转载自：湖北造纸