∇下圖為PTFE和玻璃纖維數(shù)據(jù)對比
PTFE | 玻璃纖維 | 對比結(jié)論 | |
凈化效率 | 99.99% | 99.90% | 更高效0.09% |
過濾最小粉塵直徑(微米) | 0.075 | 0.14 | 過濾更小粉塵 |
風(fēng)阻(Pa) | 80 | 350 | 約1/5~1/3 |
同效率材料厚度(微米) | 10 | 500 | 約1:50 |
電耗((kwh/yr)*3) | 352 | 692 | 約1:2 |
單位面積材料成本比 | 7:1 | 成本更高 | |
抗撕裂程度 | 強 | 弱 | 強度更高 |
*欲知此表格數(shù)據(jù)將帶來哪些具體影響,請下滑
在眾多空氣凈化濾材中,為何選擇了成本更高的PTFE?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(xiàn)更優(yōu)的凈化效率?
3.PTFE應(yīng)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
1. PTFE是什么?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(yè)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。
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。
肺保系列產(chǎn)品和潔凈新風(fēng)機第3級過濾采用的超級過濾器就是PTFE多孔質(zhì)膜。
2. PTFE如何實現(xiàn)更優(yōu)的凈化效率?空氣過濾器的過濾機理主要有6種,對于小粒徑粒子,主導(dǎo)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[2]。
通過實驗探究PTFE和玻纖的最易穿透粒徑,實驗結(jié)果數(shù)據(jù)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。
根據(jù)數(shù)學(xué)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(shù)量[2]。
面積越小,所允許穿過的粒子總數(shù)越少,過濾效率更高,效率曲線如下圖:
據(jù)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。[2]。
3.PTFE應(yīng)用于空氣凈化時,將帶來哪些更優(yōu)的使用體驗?PTFE獨特的化學(xué)性能,使得其應(yīng)用于空氣凈化領(lǐng)域時,除了更高的凈化效率,相較于玻璃纖維還能實現(xiàn)以下突出優(yōu)點:
a. 通透性強,風(fēng)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。
*風(fēng)阻更低,降低電耗
如何在滿足99.9%過濾效能的前提下,實現(xiàn)低風(fēng)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(jié)構(gòu)[1]如下:
PTFE薄膜纖維直徑:0.05-0.2微米;厚度約為10微米。
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(fēng)阻帶來怎樣的影響?
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(zhì)后,余壓情況將展現(xiàn)2者的風(fēng)阻情況,如下圖:
(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(fēng)力水平,玻璃纖維的風(fēng)阻為350PA,PTFE膜的風(fēng)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(fēng)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,符合遠大“節(jié)能環(huán)保”的理念。
*更長使用壽命
在經(jīng)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(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)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(jié)果如下圖:PTFE不易破損[1]。
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引用:
[1]《無塵室用TEMISH產(chǎn)品介紹》
[2]《PTFE覆膜過濾器在醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用的可行性研究》.同濟大學(xué).碩士論文
轉(zhuǎn)自:https://www.toutiao.com/a6452077638935642637/
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