中國紡織工業(yè)聯(lián)合會在江蘇省南京市組織召開了由南京玻璃纖維研究設(shè)計院有限公司、東華大學、浙江朝暉過濾技術(shù)股份有限公司、中材科技膜材料(山東)有限公司、中原工學院和嘉興學院共同承擔的“多元結(jié)構(gòu)非織造空氣濾材系列產(chǎn)品制備技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目鑒定會，鑒定委員會認為項目成果達到國際先進水平。項目研究成果簡要介紹如下：
一、項目研究背景
高品質(zhì)非織造空氣過濾材料在工業(yè)除塵、疫情防護、空氣凈化及綠色節(jié)能等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，為我國的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護做出了極為重要的貢獻。隨著我國工業(yè)化和城市化發(fā)展，大量廢氣和煙塵排放對環(huán)境和人類健康產(chǎn)生了嚴重威脅，加之全球公共衛(wèi)生事件的頻發(fā)，對防疫防護材料提出了更高標準。盡管我國是全球最大的非織造空氣過濾材料生產(chǎn)國，但在多種應(yīng)用場景和各種不同的嚴格工況下，現(xiàn)有技術(shù)制備的過濾材料普遍存在以下問題：高精度過濾材料阻力大且能耗高；靜電駐極過濾材料耐用性差、防護性能低；高通量過濾材料容塵量低、壽命短，因此各個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω咂焚|(zhì)過濾核心材料的戰(zhàn)略需求難以實現(xiàn)。
針對上述問題，需要在特定應(yīng)用場合選擇合適且有效的空氣過濾材料。這要求過濾材料能夠在多場景復雜工況條件下，實現(xiàn)對不同空氣通量、不同使用壽命要求、不同氣溶膠特性、不同顆粒物直徑和分布的目標進行高質(zhì)量和高效率捕捉。為解決多場景過濾非織造材料的設(shè)計和制備技術(shù)難題，該項目從非織造過濾材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論出發(fā)，采集生產(chǎn)工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)，以及濾材的濾效、濾阻、通量等數(shù)據(jù)，構(gòu)建基于三維結(jié)構(gòu)特征深度學習的過濾構(gòu)效機制，建立需求為導向的結(jié)構(gòu)重建和性能模擬理論體系。開發(fā)細度梯度、孔徑梯度、微納混雜、多尺度復合、多功能集成等系列多元結(jié)構(gòu)關(guān)鍵成形技術(shù)，攻克量產(chǎn)制備難題，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多元結(jié)構(gòu)空氣過濾材料規(guī)模化的生產(chǎn)技術(shù)體系并推廣應(yīng)用。從而提高我國高端功能性空氣過濾材料整體技術(shù)水平提升和產(chǎn)業(yè)進步。
二、項目主要創(chuàng)新點
1.提出了非織造材料空氣過濾的新模型，建立了濾材結(jié)構(gòu)與過濾性能的量化方法，為不同場景應(yīng)用需求設(shè)計濾材三維結(jié)構(gòu)提供理論指導。
2.針對低粉塵、耐久工況應(yīng)用需求，設(shè)計了超薄微孔層與中孔主體層復合的孔隙三維梯度結(jié)構(gòu)，制備出高濾效、長效、無靜電駐極非織造濾材，應(yīng)用于個人健康防護場景。
3.針對高容塵量、低濾阻應(yīng)用需求，設(shè)計并制備了粗細纖維跨尺度混雜的微納結(jié)構(gòu)低阻力、高通量、高容塵量的非織造濾材，應(yīng)用于潔凈室空氣過濾等場景。
4.針對高粉塵、長壽命的應(yīng)用需求，設(shè)計并制備了高效、低阻、高剝離率的結(jié)構(gòu)化梯度針刺基材覆膜濾料，應(yīng)用于燃煤電廠、鋼鐵、水泥等工業(yè)除塵場景。
三、項目產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用情況
項目已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)品已成功應(yīng)用于工業(yè)煙氣除塵、潔凈室空氣凈化、健康防護等領(lǐng)域，社會經(jīng)濟效益顯著，市場前景廣闊。
