填料

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目录

什么是填料[1]

  填料是指在胶黏剂组分中不与主体材料起化学反应,但可以改变其性能,降低成本的固体材料。

填料的分类[2]

  填料的分类方法很多,一般有以下几种分类方法:

  1.按填料的化学组分来分类

  有无机填料、有机填料和金属填料等。

  2.按填料的形状来分类

  一般可分为纤维状、片状、球状、棒状和粒状填料等。由于在聚合物复合材料和胶粘剂的加工过程中填料的形状还可以发生变化,因此在使用形状因素大的填料时,应该注意产品性能的各向异性问题。

  3.按填料的大小来分类

  可分为微细填料、超微细填料和纳米填料等。

  4.按填料的功能来分类

  有一般性填料和功能性填料(包括导电、导用磁、压电、导热、电波吸收、减震、耐磨、光学、隔音、阻燃、绝热轻量和x射线防护等)。

  5.按填料的刚性来分类

  可分为软性填料、半刚性填料和刚性填料。

  6.按填料的结晶性来分类

  有结晶性填料和非结晶填料等。

填料的选择[3]

  填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选填料既要满足生产工艺的要求,又要使设备投资和操作费用最低。  

  1. 填料种类的选择

  填料种类的选择要考虑分离工艺的要求,通常考虑以下几个方面:   

  (1)传质效率要高。一般而言,规整填料的传质效率高于散装填料;

  (2)通量要大。在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料;

  (3)填料层的压降要低;

  (4)填料抗污堵性能强,拆装、检修方便。

  2.填料规格的选择

  填料规格是指填料的公称尺寸或比表面积。

  (1)散装填料规格的选择。工业塔常用的散装填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等几种规格。同类填料,尺寸越小,分离效率越高,但阻力增加,通量减少,填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中,又会产生液体分布不良及严重的壁流,使塔的分离效率降低。因此,对塔径与填料尺寸的比值要有一规定,一般塔径与填料公称直径的比值D/d应大于8。

  (2)规整填料规格的选择。工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很多,国内习惯用比表面积表示,主要有125、150、250、350、500、700等几种规格,同种类型的规整填料,其比表面积越大,传质效率越高,但阻力增加,通量减少,填料费用也明显增加。选用时应从分离要求、通量要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑,使所选填料既能满足技术要求,又具有经济合理性。应予指出,一座填料塔可以选用同种类型,同一规格的填料,也可选用同种类型不同规格的填料;可以选用同种类型的填料,也可以选用不同类型的填料;有的塔段可选用规整填料,而有的塔段可选用散装填料。设计时应灵活掌握,根据技术经济统一的原则来选择填料的规格。  

  3.填料材质的选择

  填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。

  (1)陶瓷填料。陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性及耐热性,陶瓷填料价格便宜,具有很好的表面润湿性能,质脆、易碎是其 最大缺点。在气体吸收、气体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。

  (2)金属填料。金属填料可用多种材质制成,选择时主要考虑腐蚀问题。碳钢填料造价低,且具有良好的表面润湿性能,对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考虑使用;不锈钢填料耐腐蚀性强,一般能耐除Cl–以外常见物系的腐蚀,但其造价较高,且表面润湿性能较差,在某些特殊场合(如极低喷淋密度下的减压精馏过程),需对其表面进行处理,才能取得良好的使用效果;钛材、特种合金钢等材质制成的填料造价很高,一般只在某些腐蚀性极强的物系下使用。

  一般来说,金属填料可制成薄壁结构,它的通量大、气体阻力小,且具有很高的抗冲击性能,能在高温、高压、高冲击强度下使用,应用范围最为广泛。

  (3)塑料填料。塑料填料的材质主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等,国内一般多采用聚丙烯材质。塑料填料的耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂的腐蚀。其耐温性良好,可长期在100℃以下使用。

  塑料填料质轻、价廉,具有良好的韧性,耐冲击、不易碎,可以制成薄壁结构。它的通量大、压降低,多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中。塑料填料的缺点是表面润湿性能差,但可通过适当的表面处理来改善其表面润湿性能。

参考文献

  1. 第六章 黏合剂.精细化学品与工艺学.海南大学精品课程
  2. 蔡长庚.填料的表面处理及其应用[J].印制电路信息,2000(5)
  3. 填料的选择.化工原理与实验.天津大学网络课程
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