耐高温空气过滤材料的发展现状
王璐1于斌1祝成炎1施淑波2刘北壬2
（1.浙江理工大学，杭州，310018；2.杭州路先非织造
股份有限公司，杭州，310011）
摘要：介绍了耐高温空气过滤材料的发展概况及其特点。重点列举了玻璃纤维、芳纶、PTFE覆膜、P84和
PPS等新型过滤材料的性能、研发或生产状况，并探讨了今后耐高温空气过滤材料的发展前景。
关键词：耐高温空气过滤材料，性能，研究现状，发展方向
中图分类号：TS106.62文献标识码：A文章编号：1004－7093（2010）03－0001－05
随着科学技术的进步，对耐高温空气过滤材料
的研究受到了国内外研究人员的关注，目前耐高温
空气过滤材料已被广泛地应用于汽车行业、制药工
业、环保业、核工业及军事领域等［1］。非织造耐高
温空气过滤材料作为一种新型的过滤材料，较机织
和针织过滤材料有更优良的过滤性能，并具有高产
量、低成本、易在生产线上进行深加工处理且能与
其他过滤材料复合等优势，因此在各行各业得到了
广泛应用。
1耐高温空气过滤材料概况
2009年我国提出了纺织工业调整和振兴计
划，重点提到了加快产业用纺织品的开发和产业
化，加快推进针刺、水刺、纺粘等先进工艺和高性能
纤维在环保过滤用纺织材料生产上的应用，新材料
比重由20%提高到50%。现阶段，空气过滤材料
约占过滤材料市场的三分之一［2］，是过滤材料领
域中增长速度最快的产品之一，其中一些非织造空
气过滤材料具有耐高温和高效过滤的性能，广泛应
用于高温烟气过滤领域。
国外从20世纪70～80年代开始就已经致力
于耐高温空气过滤材料的研究，研制出一些性能优
收稿日期：2009－11－03
作者简介：王璐，女，1987年生，在读硕士研究生。主要研究方
向是非织造过滤材料。越的纤维过滤材料。如美国Gore公司［3］生产的
Gore-Tex聚四氟乙烯（PTFE）覆膜过滤材料，能非
常高效地收集亚微米级粒子。90年代初，美国杜
邦公司对PTFE纤维与玻璃纤维复合针刺毡进行
研究，成功地开发出商品名为Tefaire的复合针刺
毡［4］。美国唐纳森公司研发的褶皱过滤材料，过
滤面积比普通过滤材料大许多倍，是这一时期空气
过滤材料发展的又一项重要成果。而后，Gore［5］对
褶皱过滤材料进行了进一步的研究，生产出了宽褶
距覆膜褶皱过滤材料，大大降低了粒子的附着率。
近年来国外高效空气过滤材料的研究发展迅速。
德国科德宝公司推出了三维非织造表面微孔类过
滤材料，该材料具有创新性的三维结构、类似透气
薄膜微孔的表面和较高的过滤效率。杜邦公司推
出的Teflon纤维［6］过滤材料以其较好的耐高温、耐
酸碱、抗老化、防日晒和耐磨性得到了用户的好评。
日本东丽公司的聚苯硫醚（PPS）纤维具有耐酸、耐
高温、耐热湿分解的特点，用其制成的过滤尘袋特
别适用于含有化学腐蚀性烟尘的过滤，使用寿命相
当长。BASF公司开发的耐高温纤维Basoilf［7］是嘧
胺树脂系耐燃高热稳定性的有机纤维，有突出的耐
化学药品性和耐高温性。2004年俄罗斯研制出的
新型耐高温非织造布采用进口含氟制剂喷洒和含
氟制剂涂覆两种方法，将产品的使用寿命从循环
3.5万次提高到6.5万次［8］。2009年在德国世界
过滤与分离技术设备工业展览会上，德国Kermel公
司推出了Kermel纤维过滤材料［9］，该纤维具有芳
—1—2010年第3期产业用纺织品综述香族聚酰胺结构，其制成的过滤材料可以承受
220℃以上的连续高温，耐温最高可达240℃，可以
用于钢铁和水泥等行业。
我国对耐高温空气过滤材料的研究起步较晚，
20世纪60～70年代主要以引进国外技术为主，
80年代后期开始自行设计生产。进入21世纪以
后，空气过滤技术发展迅速，开发出许多耐高温空
气过滤材料，如PPS纤维［10］和芳纶过滤材料。我
国耐高温过滤材料用纤维过去主要是从日本、欧洲
和美国等地进口，现在已开始生产。中国烟台氨纶
集团于2004年实现间位芳纶的工业化生产，目前
年生产能力达到4300t，位居全球第二，仅次于美
国杜邦公司。上海市纺织科学研究院和上海市合
成纤维研究所共同开发的芳砜纶［11］目前已实现了
年产1000t的产业化生产，该纤维具有良好的耐
热性、抗热氧老化的稳定性和耐酸性，非常适用于
制作耐高温过滤材料。辽宁抚顺市工业用布厂与
营口玻璃纤维有限公司在玻璃纤维毡的基础上研
制并开发了聚乙烯（PE）与玻璃纤维的复合产
品［12］，可以承受260℃的高温。中国还开发了两
种新的过滤材料。一种是用连续束状玻璃纤维和
束状PTFE纤维混合织造的复合过滤材料［13］，具
有耐高温、耐腐蚀、使用寿命长等特点；另一种是用
短切无碱玻璃纤维与聚酰亚胺（P84）、PPS纤维混
合的复合针刺过滤材料［14］，具有三维微孔结构，在
耐高温的同时拉伸性能尤为突出，该过滤材料是高
炉煤气净化中使用量比较大的一个品种。
21世纪亚洲非织造过滤材料市场扩展迅速。
加入WTO后，我国非织造布行业与世界非织造布
行业联系更加紧密，也迎来了机遇和挑战。目前欧
洲最大的过滤材料生产厂德国BWF公司已经进驻
中国市场，美国的一些公司也准备在我国建立独资
或合资的过滤材料生产企业，中国已成为世界过滤
材料商最看好的国家之一。因此，我国的耐高温空
气过滤材料行业迫切需要提高生产技术水平，提升
产品的综合实力，以促进行业迅速发展。
2耐高温空气过滤材料特点
2.1耐高温
目前高温烟气过滤采取先冷却再除尘的方式，一般高温烟气经空气冷却器冷却至250℃以下，但
仍属于高温烟气［15］，需使用耐高温的过滤材料，且
对非织造过滤材料的要求较高。出于成本和使用
寿命上的考虑，要求耐高温过滤材料的耐温范围在
200℃以上，还要求具有持续耐高温的性能。
2.2机械强度高
过滤材料在高温条件下需具有足够大的机械
强度，以利于提高过滤材料在生产和使用上的稳定
性。一般工业高温烟气过滤材料用纤维的断裂强
度较高，至少不小于0.5N/tex。高强度的过滤材
料经折叠后所制作的过滤器材具有较强的抗冲击
力，增加了有效过滤面积，从而提高其过滤性能，具
有很大的实际意义。
2.3具有功能性
随着科学技术的发展和工业化水平的不断提
高，许多特定行业和领域对耐高温空气过滤材料的
功能性也提出了很高的要求。多功能、高效的耐高
温空气过滤材料具有很强的针对性，例如对于不同
的使用场合要求具有耐腐蚀、抗静电、阻燃、抗菌等
功能中的一种或几种功能。随着需求量的不断增
加和应用领域的拓展，耐高温空气过滤材料具有多
种不同功能是今后一个重要的发展方向。
2.4工艺适用性好
空气过滤材料用于空气过滤器时，有的需被折
叠成具有曲折表面的褶皱过滤材料。褶皱过滤材
料的透气性好，过滤面积和容尘量大，且抗拉伸和
抗断裂能力强。目前的褶皱过滤材料大多采用表
面处理纤维过滤材料和覆膜过滤材料。耐高温过
滤材料用于褶皱过滤材料可发挥其本身的优势，且
可提高过滤器的综合性能。
3各类耐高温空气过滤材料的发展
随着人们对空气环境质量的要求逐渐提高，对
过滤材料用纤维的要求也相应提高，国际高效空气
过滤材料市场出现了许多性能和适用性都很好的
材料，表1列出了几种空气过滤材料用纤维及其性
能。
3.1玻璃纤维过滤材料
玻璃纤维及其复合材料一直被认为是优质的
耐高温、防腐过滤材料，是处理高含湿量、高温和有—2—综述产业用纺织品总第234期表1空气过滤材料用纤维的性能［16］
性能纤维种类
玻璃
芳纶PTFEP84PPS耐干热温度/℃260200260260190
耐湿热温度/℃260180260195190
抗菌防霉不受影响不受影响不受影响不受影响不受影响
耐碱一般良好优异一般优异
耐无机酸很好一般优异很好优异
耐有机酸很好一般优异很好优异
耐氧化剂优异差优异很好一般耐有机溶剂很好很好优异优异优异
腐蚀性化学成分烟气的较理想的过滤材料。目前
玻璃纤维过滤材料的一个发展趋势是与其他材料
进行复合，改善其性能，延长使用寿命。
近年来国内外对玻璃纤维过滤材料进行了深
入的研究，取得了一定的成果［17］。美国杜邦公司
开发的玻璃纤维针刺毡，过滤效率可达到99.9%
以上，耐高温，耐腐蚀性能强，使用寿命长；奥地利
一家公司开发的玻璃纤维针刺毡可长期在260℃
左右的高温下使用，使用寿命在两年以上，是脉冲
喷吹除尘和反吹风除尘的优质过滤材料；美国约翰
斯·曼维尔公司提出新的无硼玻璃配方并获得专
利［18］，据称该配方特别适合于制造净化室HEPA
过滤器用的微纤维。我国用玻璃纤维作为过滤材
料的研究起步较晚，针对玻璃纤维的特性并克服其
脆性，南京玻璃纤维研究院共研制成功四代玻璃纤
维表面处理和配方工艺，取得了明显的技术经济效
果。
在利用玻璃纤维复合进行过滤材料研制方面
也有较大进展［19］。20世纪90年代初美国杜邦公
司通过将PTFE纤维与玻璃纤维混合后针刺到纯
PTFE纤网上的方法制得商品名为Tefaire的复合
针刺毡；日本一家公司在玻璃纤维毡或玻璃纤维织
物上贴合经过特殊处理的PTFE薄膜，增加了材料
的使用寿命；我国南京玻璃纤维研究院成功研制了
玻璃纤维涂覆PTFE的覆膜过滤材料及玻璃纤维
与特种化纤混合的针刺过滤材料，取得了不错的效
果；由我国研制开发的玻璃纤维与P84纤维复合的
针刺毡是一种新型耐高温过滤材料，也得到了很好
的应用。3.2芳纶过滤材料
20世纪60年代初杜邦公司首先开发出Nomex
纤维。我国在1981年和1985年先后通过了对芳
纶14和芳纶1414的鉴定。随着国民经济的发展，
我国对芳纶及其制品的需求量快速增长［20］，目前
国产芳纶（特别是间位芳纶）的主要产地在山东、
广东、上海和四川等地，国产能力已达万吨级水平，
而芳纶非织造过滤材料也随着纤维原料的发展而
迅速崛起。
芳纶是一种高强高模［21］、低密度和高耐磨的
有机合成材料，属芳香族聚酰胺纤维，具有稳定的
化学性质。1974年美国贸易联合会FTC将其命名
为“Aramidfiber”［6］，分子结构中至少有85%的酰
胺键（—CONH—）直接把两个苯环连接起来。芳
纶是世界上发展最快的高科技纤维之一，具有非常
好的耐高温性能，可以承受204℃的持续高温，且
能在高温下保持其优越的物理性能和尺寸稳定性，
常应用于高温干热的过滤系统中；在室温条件下，
芳纶的抗弯能力非常好，几乎和聚酯纤维相当；芳
纶能耐受大部分酸、碱的化学作用，还不受特殊粉
末和气体的影响，有非常好的适用性。以芳纶为主
体原料开发的芳纶非织造材料可以作为高效的空
气过滤材料。利用纤维本身的耐高温、耐酸碱腐蚀
等性能，并经过针刺、水刺等处理，芳纶非织造材料
具有过滤精度高、流量大、耐腐蚀等特点，可以满足
特殊情况下的过滤需求。
3.3PTFE过滤材料
美国Gore公司在20世纪70年代首先研制出
了膨体聚四氟乙烯（ePTFE）覆膜过滤材料，近年又
逐步开发出了一系列具有特殊功能的覆膜过滤材
料产品。PTFE用于功能性覆膜是今后的一个重要
发展方向。PTFE是一种结构完全对称的中性高分
子化合物［3］，该特殊的结构使其具有良好的热稳
定性、化学稳定性和绝缘性等，且PTFE膜的表面
张力很低，具有很好的不粘性和拒水性，但其撕裂
强度、耐腐蚀性和拉伸性能比其他纤维差，通过强
化处理可得以改善，使用期限达3～5年。
覆膜过滤材料的优越性可以概括为：①覆膜过
滤材料是微孔结构，表面无直通孔，可实现表面过
滤，除尘效率可达99.999%［22］；②覆膜过滤材料表
面孔隙率高，阻力小；③容易清灰。由于具有出众
—3—2010年第3期产业用纺织品综述