五大症结制约高性能过滤材料发展

□ 四川省纺织科学研究院 王桦 陈丽萍

随着全球经济的快速发展，能源消耗量日益增加，随之而来的是严重的环境污染问题，电力、钢铁、冶金、建材、化工、垃圾焚烧等工业中的高温烟气粉尘对大气的污染尤为突出。因此，环保用过滤材料的开发利用显得极为重要，过滤材料的市场应用前景十分可观。特别是近年来，为了满足各种高温烟气工况的要求，发达国家积极研发各种高性能纤维来适应高温除尘环境的条件，为抢占更具竞争力的市场先机，各种新型过滤材料如春笋般蓬勃发展。

新型过滤材料蓬勃发展

在烟气过滤领域，我国在上世纪70年代开发了玻璃纤维机织滤材、涤纶绒布，80年代成功研制了合成纤维针刺毡等低温、中温滤料，90年代后期开发了耐高温合成纤维如芳纶1313针刺滤料等。进入21世纪以后，随着我国耐高温纤维的研究开发以及工业化生产，高温过滤材料的生产技术水平不断提升，以及高温烟气除尘技术的迅速发展，耐高温烟气过滤材料进入了高速发展期，呈现出了规格品种众多的耐高温、耐腐蚀等高性能过滤材料，如芳纶1313、PPS纤维、聚酰亚胺纤维、聚四氟乙烯纤维、芳砜纶、玻璃纤维、聚四氟乙烯微孔覆膜滤材和多种纤维组合的复合纤维过滤材料，以及聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜材料、陶瓷和金属纤维烧结滤料等。根据滤料的使用工况条件，滤料纤维既采用单一品种，也用两种或两种以上纤维组合生产。

高性能过滤材料今后的发展方向是需要满足耐高温、耐氧化、耐酸碱性、抗静电等要求，部分工况条件下还需满足具有分解去除二噁英等有害气体的功能性要求，同时这也将促进新型高性能纤维材料开发和滤料加工技术的升级换代。对于过滤介质和过滤工况环境条件的不同，高性能过滤材料的应用市场还将进一步细分，更优化、有针对性地适应和满足不同的过滤环境条件，从而进一步推动过滤材料的发展，同时提升过滤工程技术水平。

目前我国向纺织强国转型已具备一定基础，尤其是在产业用新型过滤材料方面，过去我国在耐高温、高性能过滤材料领域大量依赖进口，现在我国不但基本具备了生产耐高温、高性能过滤材料用纤维的能力，相应的部分高性能纤维在我国也实现了工业化生产，另有一些高性能纤维已在研究开发中，近几年将逐步实现工业化生产。我国高性能过滤材料的生产技术已由传统的二维机织过滤布向三维非织造过滤布发展，由常规产品向耐高温、耐腐蚀、多功能、高品质的过滤材料发展。其加工技术和方法有针刺、水刺、纺粘+针刺、纺粘+水刺、机织、膜加工等。生产装备也由过去的依赖进口为主，转变为国产为主进口为辅，这标志着我国在高性能过滤材料的成套生产技术基本摆脱了过去全面依赖进口的局面，实现了国产化，部分产品和装备还实现出口参与国际竞争。初步奠定了我国由简单生产型的纺织大国向纺织强国迈进的基础。

五大方面亟待完善

进入21世纪后，我国高性能过滤材料取得了卓有成效的发展，在冶金、钢铁、水泥、燃煤电厂等各个应用领域推广使用布袋除尘，提高了高温粉尘的过滤效率和过滤精度，减少了烟气粉尘的排放，改善了我国大气环境质量，提高了空气质量。但由于我国在烟气粉尘减排治理方面涉及的企业、行业和领域很多，目前在大气粉尘减排治理方面从总量上讲还仅仅是冰山一角，大量而繁重的工作还需要进一步拓展，扩大高性能过滤材料的应用范围和应用领域。而导致我国高性能过滤材料在相应领域的开发、推广还存在着不尽完善的地方，主要由几个方面的原因构成：

一是研究开发过滤材料的机构和开发人员对应用行业和领域的工况条件要求不完全清楚，不能适时开发生产与之相匹配的滤料，导致使用效果不佳。同时也存在着对应用领域的宣传力度不够的问题，使得应用领域不清楚、不了解，导致不敢用。

二是应用行业和领域的人员存在着对高性能滤料的材料性能了解不够全面，处于被动使用，缺乏积极的状态。同时也存在着部分应用行业的内部利益集团的利益驱动，排斥和阻碍高性能过滤材料的应用。

三是研究经费的不足和组织协调的缺位。尽管国家在大气除尘方面已投入了巨额资金用于改善我国大气质量，但是由于新型高性能过滤材料的研制、开发、推广及应用具有相当大的工作量和技术难度，还需要大量的研究经费用于研究开发，同时还存在着涉及多领域、多学科、多部门等的积极配合、协调，才能较全面地实施，而这样一种跨领域、跨学科的研究开发所需要的具有能牵头组织、协调开发的单位和部门在当前是缺位的。这就形成了各自为政，互不沟通、甚至有的还构成相互阻碍的局面，导致高性能过滤材料在有的应用领域得不到快速发展。

四是目前我国用于高性能过滤材料的高性能纤维材料还不完善，现有的工业化产品在性能上都存在着良好的性能和不足的缺陷，而材料的缺陷通常是决定其是否具有使用价值的决定因素，如芳纶1313耐酸性较差不能用于燃煤电厂的布袋除尘环境，聚苯硫醚纤维由于耐高温性较差，不能用于钢铁、冶金的布袋除尘环境，有的高性能材料价格昂贵，导致应用领域的使用成本太高而不被采用，因此，我国目前的高性能纤维材料还不能完全满足应用领域的需求和市场的细分要求。

五是过滤材料的评价体系需要进一步建立和完善。我国目前对于高性能过滤材料的评价在全面、权威、公正的基础上还需要建立、健全和完善。尽管有一些行业性质的评价机构在积极开展工作，但尚不能满足需求，同时相关的标准还需要建立和完善。

我国的高性能过滤材料近年来发展迅猛，尽管还存在着一些不足和需要完善改进的地方，但是随着科技的进步，我国环保产业的发展，目前所存在的问题也将随之解决，只要我们积极努力地在新材料、新技术、新装备上进一步研究开发，突破相关技术难题和瓶颈，继续开拓思路，发展创新，在高性能过滤材料产业领域将为我国成为一个纺织强国作出贡献。