填料

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目錄

什麼是填料[1]

  填料是指在膠黏劑組分中不與主體材料起化學反應,但可以改變其性能,降低成本的固體材料。

填料的分類[2]

  填料的分類方法很多,一般有以下幾種分類方法:

  1.按填料的化學組分來分類

  有無機填料、有機填料和金屬填料等。

  2.按填料的形狀來分類

  一般可分為纖維狀、片狀、球狀、棒狀和粒狀填料等。由於在聚合物複合材料和膠粘劑的加工過程中填料的形狀還可以發生變化,因此在使用形狀因素大的填料時,應該註意產品性能的各向異性問題。

  3.按填料的大小來分類

  可分為微細填料、超微細填料和納米填料等。

  4.按填料的功能來分類

  有一般性填料和功能性填料(包括導電、導用磁、壓電、導熱、電波吸收、減震、耐磨、光學、隔音、阻燃、絕熱輕量和x射線防護等)。

  5.按填料的剛性來分類

  可分為軟性填料、半剛性填料和剛性填料。

  6.按填料的結晶性來分類

  有結晶性填料和非結晶填料等。

填料的選擇[3]

  填料的選擇包括確定填料的種類、規格及材質等。所選填料既要滿足生產工藝的要求,又要使設備投資和操作費用最低。  

  1. 填料種類的選擇

  填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求,通常考慮以下幾個方面:   

  (1)傳質效率要高。一般而言,規整填料的傳質效率高於散裝填料;

  (2)通量要大。在保證具有較高傳質效率的前提下,應選擇具有較高泛點氣速或氣相動能因數的填料;

  (3)填料層的壓降要低;

  (4)填料抗污堵性能強,拆裝、檢修方便。

  2.填料規格的選擇

  填料規格是指填料的公稱尺寸或比錶面積。

  (1)散裝填料規格的選擇。工業塔常用的散裝填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規格。同類填料,尺寸越小,分離效率越高,但阻力增加,通量減少,填料費用也增加很多。而大尺寸的填料應用於小直徑塔中,又會產生液體分佈不良及嚴重的壁流,使塔的分離效率降低。因此,對塔徑與填料尺寸的比值要有一規定,一般塔徑與填料公稱直徑的比值D/d應大於8。

  (2)規整填料規格的選擇。工業上常用規整填料的型號和規格的表示方法很多,國內習慣用比錶面積表示,主要有125、150、250、350、500、700等幾種規格,同種類型的規整填料,其比錶面積越大,傳質效率越高,但阻力增加,通量減少,填料費用也明顯增加。選用時應從分離要求、通量要求、場地條件、物料性質及設備投資、操作費用等方面綜合考慮,使所選填料既能滿足技術要求,又具有經濟合理性。應予指出,一座填料塔可以選用同種類型,同一規格的填料,也可選用同種類型不同規格的填料;可以選用同種類型的填料,也可以選用不同類型的填料;有的塔段可選用規整填料,而有的塔段可選用散裝填料。設計時應靈活掌握,根據技術經濟統一的原則來選擇填料的規格。  

  3.填料材質的選擇

  填料的材質分為陶瓷、金屬和塑料三大類。

  (1)陶瓷填料。陶瓷填料具有很好的耐腐蝕性及耐熱性,陶瓷填料價格便宜,具有很好的錶面潤濕性能,質脆、易碎是其 最大缺點。在氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程中應用較為普遍。

  (2)金屬填料。金屬填料可用多種材質製成,選擇時主要考慮腐蝕問題。碳鋼填料造價低,且具有良好的錶面潤濕性能,對於無腐蝕或低腐蝕性物系應優先考慮使用;不鏽鋼填料耐腐蝕性強,一般能耐除Cl–以外常見物系的腐蝕,但其造價較高,且錶面潤濕性能較差,在某些特殊場合(如極低噴淋密度下的減壓精餾過程),需對其錶面進行處理,才能取得良好的使用效果;鈦材、特種合金鋼等材質製成的填料造價很高,一般只在某些腐蝕性極強的物系下使用。

  一般來說,金屬填料可製成薄壁結構,它的通量大、氣體阻力小,且具有很高的抗衝擊性能,能在高溫、高壓、高衝擊強度下使用,應用範圍最為廣泛。

  (3)塑料填料。塑料填料的材質主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等,國內一般多採用聚丙烯材質。塑料填料的耐腐蝕性能較好,可耐一般的無機酸、鹼和有機溶劑的腐蝕。其耐溫性良好,可長期在100℃以下使用。

  塑料填料質輕、價廉,具有良好的韌性,耐衝擊、不易碎,可以製成薄壁結構。它的通量大、壓降低,多用於吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。塑料填料的缺點是錶面潤濕性能差,但可通過適當的錶面處理來改善其錶面潤濕性能。

參考文獻

  1. 第六章 黏合劑.精細化學品與工藝學.海南大學精品課程
  2. 蔡長庚.填料的錶面處理及其應用[J].印製電路信息,2000(5)
  3. 填料的選擇.化工原理與實驗.天津大學網路課程
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