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為什么聚四氟乙烯板是很多企業的首選材料


發布時間:2017-11-3 15:48:00 來源:http://www.52crazygames.com 瀏覽次數:

摘要:為什么聚四氟乙烯板是很多企業的首選材料我們將通過以下3點來完成說明: 1.PTFE是什么? 2.PTFE如何實現更優的凈化效率? 3.PTFE應用于空氣凈化將帶來哪些良好體驗?

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為什么聚四氟乙烯板是很多企業的首選材料我們將通過以下3點來完成說明:
1.PTFE是什么?
2.PTFE如何實現更優的凈化效率?
3.PTFE應用于空氣凈化將帶來哪些良好體驗?
*在論述中,將以常見的玻璃纖維為參照物,來說明PTFE的各項性能?
PTFE(polytetrafluoroethylene)是聚四氟乙烯的英文簡稱,俗稱塑料王。
與真空吸塵器、專業口罩、常用的手機外殼、剃須刀、汽車車燈等所用的原材料一致。
空氣過濾濾料那么多,為什么企業偏偏選了PTFE?
可制成管、棒、帶、板、薄膜等形式。PTFE的單位面積材料成本,是參照物玻璃纖維的7倍。
企業的肺保系列產品和潔凈新風機第3級過濾采用的超級過濾器就是PTFE多孔質膜。
空氣過濾器的過濾機理主要有6種,對于小粒徑粒子,主導作用是『攔截作用』。
濾料纖維孔徑越小,表面積越大,攔截效果越顯著,去除亞微米級粒子的效果就越顯著[4]。
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通過實驗探究PTFE和玻纖的最易穿透粒徑,實驗結果數據如下:
PTFE的最易穿透粒徑(可過濾的最小粉塵直徑)約為0.075微米,玻璃纖維濾料約為0.14微米。
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根據數學積分原理可知,效率曲線與100%所圍面積可以表示穿透粒子的總數量[4]。
面積越小,所允許穿過的粒子總數越少,過濾效率更高,效率曲線如下圖:
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據了解,粉塵直徑小于5微米,可直接穿透肺泡隨呼吸進入人體血液,而PTFE可過濾更多更小的粉塵,對人體保護強度更大。


PTFE獨特的化學性能,使得其應用于空氣凈化領域時,除了更高的凈化效率,相較于玻璃纖維還能實現以下突出優點:
a.通透性強,風阻小使電耗更低;
b.更長時間使用壽命,從而降低更換耗材的頻率。
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*風阻更低,降低電耗
如何在滿足99.99%過濾效能的前提下,實現低風阻?
PTFE薄膜具有細&薄的特點,在顯微鏡下放大3000倍查看PTFE薄膜和玻璃纖維的物理結構[1]如下:
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PTFE薄膜纖維直徑:0.05-0.2微米;厚度約為10微米。
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即每平方厘米有1億個孔,而一只圓珠筆的筆端,可容納1000-2000個孔。
相同的膜孔勁,玻璃纖維的纖維直徑高出2-25倍,厚度約為500微米,是PTFE膜的50倍。
因此,要滿足相同的濾塵效率,玻纖制成的濾料厚度必然增加。
這個物理屬性將對風阻帶來怎樣的影響?
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氣壓是由單位空間的空氣密度決定的,在滿足相同濾塵效率、相同氣流量,通過PTFE薄膜和玻璃纖維2種過濾介質后,余壓情況將展現2者的風阻情況,如下圖:
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(藍色為玻璃纖維濾料;紅色為PTFE濾料)
橫軸為不同的氣流量,縱軸為壓力損耗值。直觀可見:PTFE膜的壓力損失約為玻纖的1/2。以日常風力水平,玻璃纖維的風阻為350PA,PTFE膜的風阻在80~120PA,約為玻纖的1/3。
電力損耗由氣流量、壓力損耗、送風效率、運行時間共同決定。
因此壓力損耗越少,電耗隨之減少,因此選用PTFE作為超級過濾器的材料,符合企業“節能環保”的理念。
*使用壽命更長
在《一張“網”如何網住了穿墻的風》所述試驗中,經過濃硫酸煮沸60分鐘后的PTFE完好無損,已見其耐高溫、耐腐蝕,化學結構穩定的特性。
此外相比于玻纖,用相同強度的異物作劃破刺激,結果如下圖:PTFE不易破損[1]。
空氣過濾濾料那么多,為什么企業偏偏選了PTFE?
企業潔凈新風機的第3級過濾——超級過濾器,更換周期長達1-2年,一方面是因為第1~2級過濾完成了98%PM2.5的過濾,使得第3級負荷減小,另一方面則是因為選用了優于玻璃纖維的PTFE。
至此,企業選用PTFE作為超級過濾器的濾料,是從細節追求極致的體現。
高凈化效率是對產品高質量高標準的細節體現;降低電耗長久壽命,是企業對“節能環保”理念的運用到實踐的嚴格體現。


聚四氟乙烯為什么會被稱“塑料王”在下一篇繼續做詳細介紹,如需了解更多,請持續關注。
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