1. Johdanto

Nylon suodattimet-kutsutaan usein nimelläNY suodattimet, nylon verkko, tainailonkalvosuodattimet-edustavat yhtä monipuolisimmista ja laajimmin käytetyistä suodatinmateriaaleista nykyaikaisissa teollisissa, laboratorio-, ympäristö- ja elintarvike{1}}käsittelysovelluksissa. Niiden vertaansa vailla oleva yhdistelmä mekaanista lujuutta, kimmoisuutta, kemiallista yhteensopivuutta, hydrofiilistä käyttäytymistä ja mukautettavaa huokosrakennetta tekee niistä perusmateriaalin prosesseihin, jotka vaativat luotettavaa hiukkasten pidätystä, liuottimen kestävyyttä ja tasaisia ​​virtausnopeuksia.

Nailonista suodatusmateriaalia on saatavana useissa kokoonpanoissa, mukaan lukienkudottu nylonverkko, monofilamenttiverkko, nailonkalvosuodattimet, pussisuodattimet, levysuodattimet, japatruunan elementit. Jokainen nailonsuodatintyyppi käyttäytyy eri tavalla sen huokosgeometrian, kuidun halkaisijan ja pinnan kemian mukaan.

Tämä artikkeli tarjoaa kattavan tieteellisen ja teollisen yleiskatsauksen NY-suodattimista, jossa tarkastellaan niiden polymeerirakennetta, mekaanista käyttäytymistä, huokoskokoteoriaa,-huokosten kokoa, suodatusmekanismeja, yhteensopivuustekijöitä, suorituskykyindikaattoreita, valmistustekniikkaa ja laatustandardeja.

lue lisää:NY-suodattimien teolliset sovellukset: kuinka nailonsuodatus parantaa suorituskykyä nykyaikaisilla valmistussektoreilla

2. Nylonin ymmärtäminen: Polymeeritiede ja rakenneominaisuudet

Nylon kuuluupolyamidiperheen -synteettiset polymeerit, joille on ominaista kondensaatioreaktioissa muodostuneet amidisidokset (–CONH–).

Nailonista on olemassa erilaisia ​​muotoja (Nylon 6, Nylon 6/6, Nylon 6/12), mutta suurin osa suodatustuotteista käyttää:

Nylon 6→ erinomainen hydrofiilisyys ja alhaisemmat uuttoaineet

Nylon 6/6→ suurempi lujuus ja lämmönkestävyys

2.1 Kemiallinen rakenne ja miksi sillä on merkitystä

Nylonin toistuvat amidisidokset antavat sille:

Korkea vetolujuusvahvan vetysidoksen vuoksi

Korkea kulutuskestävyys

Lämpöstabiilisuus ~160-180 asteeseen astiluokasta riippuen

Luonnollinen hydrofiilisyysmahdollistaa nopean kostutuksen ilman pinta-aktiivisia aineita

Kemiallinen yhteensopivuusmonien liuottimien, erityisesti alkoholien, hiilivetyjen ja esterien kanssa

Nämä kemialliset edut kääntyvät suoraanvakaa huokosgeometriajakorkea suodatustarkkuus.

3. Nailonsuodattimien tyypit

Nailoniset suodatusmateriaalit on suunniteltu useisiin tuotemuotoihin. Niiden suorituskyky vaihtelee merkittävästi kuitujen järjestelyn, huokosten tasaisuuden, paksuuden ja kudontakuvion mukaan.

3.1 Kudottu nailonverkko (monofilamentti tai multifilamentti)

Kudottu verkko on rakennettu punomalla nailonfilamentteja tarkalla määrällä (silmäkoko tuumaa kohti). Monofilamenttityypit ovat suositeltavia:

yhtenäinen huokoskoko

tasainen virtausnopeus

mekaaninen jäykkyys

helppo puhdistaa ja huuhtelu

Yleiset verkkomäärät

10-500 mesh

Huokoskoot 5 µm - 2 000 µm sidoksesta riippuen

3.2 Nylonkalvosuodattimet

Toisin kuin kudottu verkko, nailonkalvot ovatkuitukangas, valetut kalvotvalmistettu kontrolloiduilla vaiheinversioprosesseilla. Niiden huokoset määritetään polymeerin koaguloitumisen aikana.

Ominaisuudet:

tarkka huokosten pidätys (0,1-5 µm)

käytetään steriilisuodatukseen, biologisen väliaineen suodatukseen, HPLC-näytteen valmisteluun

korkea{0}}paineenkestävyys

voimakkaasti hydrofiilinen, mikä mahdollistaa nopeat suodatusnopeudet

3.3 Nylon-suodatinpussit

Kudotuista tai huovutetuista nailonmateriaaleista valmistetut nailonsuodatinpussit tarjoavat:

Suuri lian{0}}pidätyskyky

Erinomainen mekaaninen kestävyys

Laaja kemiallinen yhteensopivuus

Tyypilliset arvot: 1 µm – 200 µm

Käytetään:

kemiallinen eräsuodatus

vedenkäsittely

elintarvikkeiden jalostus

maalit ja liimat

3.4 Nylon-patruunasuodattimet

Patruunoissa on nailonkalvoja tai laskostettuja nailonmateriaaleja jäykissä koteloissa. Näitä käytetään:

kiillotussuodatus

korkean-puhtauden käsittely

hienojen hiukkasten poisto

Painearvot ylittävät usein 3–5 baaria rakenteesta riippuen.

4. Suodatustiede: miten nailonsuodattimet toimivat

Nailonsuodattimet käyttävät useita suodatusmekanismeja samanaikaisesti.

4.1 Mekaaninen seulonta (pintasuodatus)

Huokosaukkoa suuremmat hiukkaset jäävät loukkuun suodattimen pinnalle.

Esiintyy pääasiassa:

kudottu nylonverkko

monofilamenttinäytöt

Ihanteellinen:

suuria hiukkasia

uudelleenkäytettävä suodatin

suuri{0}}virtaussovelluksia

4.2 Syvyyssuodatus

Esiintyy paksummissa nailonkalvoissa tai huovutetuissa materiaaleissa. Hiukkaset jäävät loukkuunsisälläsuodatinmatriisi.

Edut:

suurempi lian{0}}pidätyskyky

epäsäännöllisen muotoisten hiukkasten parempi pysyvyys

4.3 Adsorptiivinen suodatus

Nylonin kemiallinen rakenne tarjoaa luonnolliset adsorptiokohdat.

Säilyttää proteiinit, kolloidit, pigmentit ja polaariset molekyylit

Hyödyllinen biotieteissä, vedenlaadussa ja musteen koostumuksessa

4.4 Kapillaarivirtaus ja kostutuskäyttäytyminen

Nailon on luonnostaan ​​hydrofiilistä-toisin kuin PTFE-, joten se on helppo kostua vesi-pohjaisilla nesteillä. Tämä parantaa:

kapillaari{0}}virtaus

tasainen kostutus

jatkuva läpimurtopaine

5. Huokoskokoteoria ja suodatusteho

Huokoskoon ymmärtäminen on välttämätöntä oikean NY-suodattimen valinnassa.

5.1 Nimellisarvot vs. absoluuttiset luokitukset

5.2 Huokoskoon tarkkuuteen vaikuttavat tekijät

kuidun halkaisija

kudontajännitystä

polymeerin kutistuminen

kalvovaluparametrit

toleranssin hallinta

6. Nailonsuodattimien suorituskykyparametrit

Oikean nailonsuodattimen valitseminen edellyttää tärkeimpien suoritusarvojen ymmärtämistä.

6.1 Virtausnopeus

Virtausnopeus riippuu:

huokosten kokoa

huokoisuusprosentti

kalvon paksuus

nesteen viskositeetti

Virtausnopeusyhtälö (yksinkertaistettu Darcyn laki):

Q=kAΔPμLQ=\\frac{kA\\Delta P}{\\mu L}Q=μLkAΔP​

Jossa:

QQQ=virtausnopeus

kkk=läpäisevyys

AAA=pinta-ala

ΔP\\Delta PΔP=painehäviö

μ\\muμ=viskositeetti

LLL=kalvon paksuus

6.2 Painehäviö

Kriittinen seuraaville:

suuri{0}}suorituskykyinen teollisuusjärjestelmä

pumpun mitoitus

prosessin optimointi

6.3 Räjähdyslujuus

Kudottu nailonverkko kestää tyypillisesti:

2-10 kg voima riippuen silmämäärästä

kalvot: 1-5 bar paksuudesta riippuen

7. Nylonin kemiallinen yhteensopivuus

Nailon tarjoaa erinomaisen kestävyyden monille orgaanisille liuottimille.

7.1 Yhteensopivuustaulukko

8. Nylon-suodatinmateriaalin valmistustekniikat

Nailonsuodattimien suorituskyky määräytyy valmistusprosessin mukaan.

8.1 Kudotun verkon tuotanto

Vaiheet:

Ekstruusiomonofilamenteista

Kudontakäyttämällä sukkulaa tai sukkulaa-vähemmän kangaspuuta

Lämpö{0}}vakautus

Kalenteri (valinnainen)huokosten tasaisuuden vuoksi

Laadunvalvontamittarit:

verkkojen määrä

huokosten avautumistoleranssi

vetolujuus

pintakäsittely

8.2 Kalvosuodattimen tuotanto (vaiheen käännös)

Käsitellä:

Liuottimeen liuotettu nailonpolymeeri

Valuta ohueksi kalvoksi

Koaguloitu vesihauteessa

Huokosten muodostuminen liuottimen vaihdon aikana

Kuivaus & hehkutus

Leikkaaminen ja muuntaminen levyiksi/kasetteiksi

Kalvoilla saavutetaan erittäin tarkat huokoskokojakaumat.

9. Nailonsuodattimien laatustandardit

Nailon-suodatusmateriaalien on täytettävä tiukat alan standardit.

10. Nailonsuodattimien edut

10.1 Tärkeimmät edut

Erinomainen vetolujuus

Hydrofiilinen pinta: esikastelua ei vaadita-

Korkeat virtausnopeudet

Soveltuu vesipitoisiin ja moniin liuotinjärjestelmiin

Uudelleenkäytettävä monissa verkkosovelluksissa

Yhteensopiva useiden eri toimialojen kanssa

11. Nylonsuodattimien rajoitukset

Jokaisella suodatusvälineellä on rajoituksia.

12. NY-suodattimien teolliset sovellukset

Nailonsuodattimia käytetään lähes kaikilla toimialoilla.

12.1 Vesi- ja ympäristökäsittely

sedimentin poisto

sameuden vähentäminen

mikromuovien tutkimus

hulevesinäytteenotto

12.2 Ruoka ja juoma

maidon suodatus

ruokaöljyn puhdistus

mehun selkeytys

maun uuttaminen

12.3 Kemikaalit ja petrokemian tuotteet

liuotinsuodatus

hartsin käsittely

liimat

12.4 Farmaseuttiset tuotteet ja biotekniikka

puskurisuodatus

median sterilointi

proteiinien puhdistus

12.5 Elektroniikka ja puolijohteet

ultrapuhdas veden esisuodatus

hiukkastorjunta valmistuksessa

13. Oikean nailonsuodattimen valitseminen

Valintakriteerit:

Huokosten koko

Materiaalin paksuus

Kemiallinen yhteensopivuus

Lämpötilaluokitus

Virtausnopeusvaatimukset

Hiukkaskuorma

13.1 Valintataulukko

14. Huolto, puhdistus ja pitkäikäisyys

14.1 Puhdistusmenetelmät

käänteinen huuhtelu

pesu lämpimällä vedellä

ultraäänipuhdistus (verkkotyypit)

miedot pesuaineet

14.2 Milloin vaihtaa

näkyvää tukkeutumista

painehäviön nousu

virtausnopeuden vähentäminen

kalvon läpimurto

15. Johtopäätös

Nailonsuodattimet edustavat tieteellisesti edistynyttä, teollisesti todistettua suodatusratkaisua, joka soveltuu laboratorioanalyysistä elintarviketuotantoon, kemialliseen käsittelyyn ja ympäristönsuojeluun. Niiden hydrofiilisyys, mekaaninen kestävyys, kemiallinen monipuolisuus ja saatavuus useissa eri formaateissa tekevät niistä ihanteellisia tieteelliseen ja teolliseen käyttöön.

Selkeä ymmärrys nailonin polymeeritieteestä,-huokoskokomekanismeista, valmistusprosesseista ja suorituskykyindikaattoreista antaa insinööreille, tutkijoille ja laatupäälliköille mahdollisuuden valita optimaaliset suodatusmateriaalit, jotka on räätälöity heidän järjestelmävaatimuksiinsa.