Структура фильтровальных материалов и ее влияние на потребительские свойства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.03, кандидат наук Дю, Александр Владимирович

• Дю, Александр Владимирович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Дю, Александр Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1 Типы механизмов фильтрации

1.1.1 Механизмы фильтрации макроуровня

1.1.2 Механизмы фильтрации микроуровня

1.1.3 Эффективность механизмов фильтрации

1.2 Фильтрационные характеристики фильтровальных материалов

1.2.1 Пористость фильтровальных материалов

1.2.2 Качественные фильтрационные характеристики

1.3 Модели и закономерности фильтровальных материалов

1.3.1 Модели фильтров

1.3.2 Влияние размера частиц на механизм фильтрации

1.4 Выводы

2 СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1 Общие положения

2.2 Объекты исследования

2.3 Изготовление лабораторных образцов

2.4 Оценка качества воздушных фильтров

2.4.1 Характеристики воздушных фильтров

2.4.1.1 Расчет пористости

2.4.1.2 Метод определения эффективности фильтрации

2.4.2 Прочностные характеристики

2.4.3 Методы оценки структурных характеристик

2.4.3.1 Анализ качества формования бумаги

2.4.3.2 Определение анизотропии минеральноволокнистых материалов

2.5 Методики исследования геометрических размеров минеральных волокон

2.6 Статистическая обработка результатов

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Установление механизмов фильтрации

3.1.1 Исследование метода определения эффективности фильтрования

3.1.2 Определение пористости

3.2 Влияние длины волокна и композиции на характеристики структуры и качества высокоэффективных минеральноволокнистых материалов

3.2.1 Влияние длины волокна на структуру материала

3.2.2 Влияние композиции на эффективность фильтрования

3.2.3 Влияние массы 1 м2 на эффективность фильтрации

3.3 Влияние анизотропии на потребительские свойства

3.4 Сравнительная характеристика разработанных минеральноволокнистых фильтровальных материалов и существующих аналогов

4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ 103 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 109 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 111 Приложение 1 124 Приложение 2 125 Приложение 3 126 Приложение 4 127 Приложение 5

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

МТВ-0,25 - микротонкое стекловолокно номинальным диаметром 0,25 мкм; МТВ-0,4 - микротонкое стекловолокно номинальным диаметром 0,4 мкм; УТВ-0,6 - ультратонкое стекловолокно номинальным диаметром 0,6 мкм; БДМ - бумагоделательная машина;

БУТВ - базальтовое ультратонкое волокно номинальным диаметром 0,6 мкм; БСТВ - базальтовое супертонкое волокно номинальным диаметром не более 3 мкм; MPPS (most penetrating particle size) - размер наиболее проникающих частиц, мкм; MCPS (most captured particle size) - размер наиболее захватываемых частиц, мкм; EPA (efficiency air filters) - класс очистки воздуха, эффективный; HEPA (high efficiency air filters) - класс очистки воздуха, высокоэффективный; ULPA (ultra efficiency air filters) - класс очистки воздуха, сверхвысокоэффективный; Е - эффективность фильтрации, %; P - проницаемость фильтра, %;

V - расход воздуха аэрозоля на площади материала 100 см2, л/мин;

ИФ - индекс формования;

m - масса 1 м2, г;

1ср - средняя длина волокон, мм;

а - напряжение при растяжении, МПа;

ö - толщина образца, мкм;

s - деформация, %;

Et - модуль упругости, МПа;

St - жесткость при растяжении, МПа;

TSÜAngie- угол ориентации жёсткости при растяжении, ..

TSImd - индекс жесткости при растяжении в машинном направлении, кНм/г;

TSIcd - индекс жесткости при растяжении в поперечном направлении, кН м/г;

TSImd/cd - отношение индексов жесткости при растяжении.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура фильтровальных материалов и ее влияние на потребительские свойства»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Наиболее современные и прогрессивные отрасли науки и техники, основаны на чистых технологиях и пользуются в передовых странах серьезной государственной поддержкой. Под понятием чистые технологии понимается комплекс научных проектов и разработок, направленных на сохранение экологической безопасности окружающей среды с помощью эффективного энергопотребления, переработки отходов и создания инновационных продуктов и услуг. В сфере фильтровальных материалов чистые технологии включают в себя проектирование и выпуск основного оборудования, приборов, фильтров НЕРА и ULPA и материалов для них и т.п.

Акцентируя внимание на фильтровальных материалах классов очистки воздуха НЕРА и ULPA, отметим, что в России развитие данных бумагоподобных технологий находится на начальной стадии и основано в большей степени на заимствовании информации от зарубежных партнеров по методам оценки, видам материалов и технологии их получения. Развитие существующей научной базы получения фильтровальных материалов по бумажным технологиям, основывается на комплексном подходе: исследование структуры высокоэффективных фильтровальных материалов классов НЕРА и ULPA, моделирование материалов с заданными эксплуатационными свойствами, разработка и описание технологии их получения.

В исследованных источниках вопросы изучения структуры высокоэффективных материалов раскрыты не полностью. Известно, что такие материалы отличаются тонкой капиллярно-пористой структурой, при этом закономерности влияния структуры на потребительские свойства данных материалов требуют уточнения.

Поэтому была поставлена следующая цель работы - установить закономерности влияния капиллярно-пористой структуры на фильтрующие свойства высокоэффективных минеральноволокнистых материалов для очистки воздуха.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:

1. Установить механизмы фильтрации для высокоэффективных минеральноволокнистых материалов.

2. Исследовать влияние длины волокна и композиции материала на характеристики структуры и качества высокоэффективных минеральноволокнистых материалов.

3. Изучить анизотропию структуры и ее взаимосвязь с потребительскими свойствами фильтровальных материалов.

4. Оценить области практического использования и разработать рекомендации по применению высокоэффективных фильтровальных материалов из стеклянных и базальтовых волокон.

Научная новизна. Установлено определяющее воздействие механизмов фильтрации: касания, диффузии и инерционного захвата частиц для минеральноволокнистых фильтровальных материалов. Установлено преобладание механизма касания и диффузии над механизмом инерционного захвата частиц при увеличении расхода воздуха свыше 10 л/мин на измеряемой площади плоского фильтра 100 см2 согласно ГОСТ Р ЕН 1822-3-2012. Предложено использовать размер наиболее захватываемых частиц (MCPS) для косвенной оценки преобладающих механизмов фильтрации. Установлен нелинейный характер взаимосвязи пористости и эффективности фильтрации, основанный на способности высокопористых материалов удерживать большее количество загрязняющих частиц (сорбционная емкость) при одновременном увеличении вероятности проскока частиц через сверхвысокопористые материалы.

Впервые установлен уровень анизотропии высокоэффективных минеральноволокнистых материалов классов HEPA и ULPA не превышающий 1,6 по показателю TSImd/cd. Экспериментально подтверждено наличие тесной связи прочностных характеристик с показателями анизотропии.

Методы исследования и практическая ценность подробно представлены далее по тексту диссертации.

Автором выносятся на защиту следующие основные положения диссертационной работы:

1. Установление механизмов фильтрации высокоэффективных минерально-волокнистых фильтровальных материалов.

2. Закономерности влияния длины волокна на характеристики структуры фильтровальных материалов.

3. Взаимосвязь характеристик структуры с потребительскими свойствами фильтровальных материалов.

4. Рекомендации по практическому использованию фильтровальных минеральноволокнистых материалов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на Международной научной конференции «Наноструктурные волокнистые и композиционные материалы» в г. Санкт-Петербурге, 2012 г.; II Всероссийской (XVII) молодежной научной конференции «Молодежь и наука на Севере» в г. Сыктывкаре, 2013 г.; Международной научно-технической конференции «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов» в г. Архангельске, 2013 г., 2015 г.; VIII Всероссийской научной конференции «Химия и технология растительных веществ» в г. Калининграде, 2013 г., а также ежегодной научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава в ГОУ ВПО САФУ, 2013 г., 2014 г.

1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

В последние годы увеличился спрос на фильтровальные материалы, предназначенные для очистки воздуха как в агрегатах очистки воздуха, так и в

__и Т-Ч и

средствах индивидуальной защиты. В связи с этим возрос интерес к изучению свойств и структурных характеристик фильтровальных материалов для фильтрации воздуха, в том числе бумагоподобных материалов изготовленных на основе минеральных волокон.

Учитывая тот факт, что данный тип продукции не используется повторно, подобно бумажной макулатуре, производство фильтровальных материалов требует тщательного подбора режимов производства, максимально увеличивающих срок службы материала, тем более что его утилизация в настоящее время проблематична. Необходимо отметить, что материал из минеральных волокон является неразлагающимся загрязнителем при попадании в окружающую среду. Таким образом, технологии изготовления должны обеспечить увеличение срока службы фильтровального материала, сокращение преждевременного износа продукции и, следовательно, снижение вероятности попадания материала в окружающую среду.

Фильтровальные материалы из минеральных волокон обладают набором специфичных показателей, но при этом имеют ряд показателей, характерных для фильтровальной бумаги из растительных волокон. Кроме того, фильтровальный материал как готовый продукт обладает определенным форм-фактором и имеет изгибы (гофрирование), что задает уровень необходимых прочностных показателей материала.

В настоящее время класс фильтрации (EPA, HEPA, ULPA) определяется только эффективностью фильтрации, однако производитель фильтровальных материалов регламентирует в ТУ уровень для ряда других показателей, определяющих качество продукта. Например, при высоком сопротивлении потоку воздуха и малой прочности материала, может образоваться прорыв материала или окажется, что эффективность материала недостаточная, и как следствие высокий коэффициент пропускания.

Современные методы оценки качества фильтровальных материалов опираются на основные механизмы взаимодействия волокон и частиц в потоке среды. Однако данные

о взаимосвязи структурных и потребительских характеристик фильтровальных материалов отсутствуют, что, в свою очередь, требует изучения этих вопросов.

1.1 Типы механизмов фильтрации

Существуют две основные цели воздушной фильтрации [1]:

1. Удаление загрязнений из фильтруемой среды;

2. «Сбор» твердых частиц из потока фильтруемой среды.

Для достижения первой цели применяются мелкопористые фильтры для удаления максимального количества загрязняющих частиц любого диаметра. Вторая цель требует максимально возможного восстановления материала из потока. В этом случае чаще используются грубые фильтры, работающие по принципу скопа, благодаря чему задерживается большая часть твердых частиц. Впрочем, вторая цель фильтрации обычно не затрагивает вопрос чистоты фильтрата.

Процесс захвата частиц из текучей среды фильтром зависит от ряда факторов. Фильтровальные материалы могут отличаться свойствами волокон: диаметром, длиной волокна и химическим составом [2]. Эти показатели определяют тип или марку волокна, используемого в фильтровальном материале. В результате исследований установлены различные режимы получения фильтровальных материалов [3]. В целом даже небольшое различие уже влияет на присутствие или отсутствие конкретного механизма фильтрации, как на микроуровне волокна [5], так и на макроуровне материала [1, 4].

1.1.1 Механизмы фильтрации макроуровня

На проявление механизмов фильтрации макроуровня влияет ряд факторов, ими являются следующие параметры: тип частиц аэрозоля, размер частиц аэрозоля и исполнение фильтровального материала. Известны следующие четыре основных механизма [4]:

1. Поверхностное фильтрование. В данном случае определяющим параметром является диаметр загрязняющих частиц, превышающий диаметр пор фильтра [6]. Поэтому они задерживаются на поверхности и остаются до момента их удаления. Частицы меньшего диаметра, чем диаметр пор, проходят сквозь фильтр. Это основной

процесс фильтрации для материалов на основе минеральных волокон марки большого диаметра [7]. Схема фильтрации представлена на рисунке 1.1.

ьш!

Рисунок 1.1 - Процесс поверхностной фильтрации [1]

2. Глубинный захват. Данный механизм фильтрации характерен для материалов с маркой волокон малого диаметра (менее 0,25 мкм) [6]. В порах таких фильтров частицы перемещаются до момента, пока поры не сузятся до размеров, невозможных для прохождения через них частиц, что приводит к их захвату [8]. Механизм представлен на рисунке 1.2.

3. Глубинное осаждение. Захват частиц может произойти в глубине фильтра, пройдя через его поверхность, даже несмотря на меньший диаметр частиц, чем диаметр пор. Подобный механизм связан с рядом физических процессов [9]. Частицы вступают в контакт со стенками пор [10] под воздействием инерционных, водородных сил связи или в результате броуновского движения частиц. Затем они оседают на стенках пор или на других частицах, прикрепившихся к стенкам пор фильтра под воздействием сил Ван-дер-Ваальса и других сил поверхностного притяжения [11]. Величина и эффективность этих сил может быть вызвана изменениями параметров аэрозоля, таких как

концентрация, заряд и размер частиц [12]. Этот механизм продемонстрирован на рисунке 1.3 и является очень важным для большого числа фильтров, особенно высокоэффективных фильтров для очистки воздуха.

Рисунок 1.3 - Механизм глубинного осаждения [1]

4. Фильтрация по типу скопа. Особенностью данного типа фильтра является образование тонкого слоя скопившихся частиц на поверхности фильтра, который действует как дополнительный фильтрующий слой [13, 14]. В случае если частицы (или часть из них) более крупные по размеру, чем поры, т.н. фильтрационный скоп может привести к началу процесса поверхностной фильтрации. Также фильтрационный скоп может образовываться, когда все частицы меньше, чем поры (до 8 раз меньше, чем диаметр пор), особенно если концентрация твердых частиц относительно высокая (более 2 % по массе) [15]. Это случается при образовании мостов частиц поперек входов в поры, которые образуют основу, на которой скоп будет расти, как показано на рисунке 1.4.

I I

Рисунок 1.4 - Механизм фильтрационного скопа [1]

Следовательно, вторая цель фильтрации полностью отражена в последнем механизме фильтрации. Этот процесс является особенно важным для некоторых химических процессов, т.к. образующийся скоп может быть ценен и его сбор является

целью процесса [17]. Такие фильтры исполняются по типу рукава [16], а образовавшийся внутри слой скопа становится фильтрующим слоем, при этом сам фильтровальный материал служит основой. Например, для сбора пыли (или другого материала) служат фильтры при очистке потока способом импульсной и обратной тяги [18], которые позволяют легко отделить скоп и заново использовать фильтр.

В работе [19] установлено, что любой процесс фильтрации будет включать два и более рассмотренных механизмов. Несколько процессов фильтрации будут быстро «наполнять» фильтр, т. к. поры будут быстро забиваться частицами.

С другой стороны механизмы фильтрации могут привести к захвату мелких частиц крупными порами [20]. Реальный механизм (или комбинация механизмов) подходит к любому частному случаю и зависит от характеристик и фильтра, и удерживаемых частиц аэрозоля [21]. Различие между четырьмя базовыми механизмами по двум категориям практической фильтрации, приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Роль механизмов фильтрации в практической (прикладной) фильтрации

(с - старшая роль, м - младшая роль) [22]

Механизм Роль фильтра

Очистка (приборка) Фильтрация

Поверхностное притяжение м с

Глубинный захват с

Глубинный захват с

Фильтрационный скоп с м

Результаты работы [23] показали, что новый фильтр или только что очищенный будет пропускать частицы независимо от типа аэрозоля. Чистота и качество фильтрата будут прогрессивно улучшаться, как только характеристики фильтровального материала поменяются за счет заполнения пространства частицами между слоями фильтра и на его поверхности [24]. Как только в соответствии с механизмом глубинной фильтрации будет заполнено внутреннее пространство фильтрующего материала, начнется фильтрация по типу поверхностной фильтрации или скопа.

Механизмы, представленные на рисунках 1.1-1.4, являются вариантами основной группы фильтрационных процессов, в которой все среды проходят через фильтровальный материал в одну сторону. Это традиционный путь, по которому проводится процесс фильтрации.

В настоящее время существует альтернативный процесс [25], достаточно значимый в промышленности, осуществляемый в результате перпендикулярного ввода неосновного потока частиц в основной поток среды (воздуха), проходящий через фильтр. Таким образом, частицы задерживаются на обратной стороне фильтра, в значительной степени выдуваясь основным потоком среды, который обычно рециркулирует в данном процессе. Такая техника называется «фильтрация поперечного потока» (тангенциальная или параллельная фильтрация) [26].

1.1.2 Механизмы фильтрации микроуровня

Основная часть теорий, касающихся фильтровальных материалов, основана на механизме глубинной фильтрации захвата или осаждения [1, 2, 4]. Механизмы фильтрации на уровне взаимодействия частицы и волокна, представляющие процесс фильтрования, изображены на рисунке 1.5.

1. Процесс инерционного осаждения. Инерционное осаждение возникает, когда инертность частицы достаточно высока, чтобы вырваться из потока воздуха и притянуться к волокну.

2. Процесс касания. Этот механизм возникает в случае, когда частица не имеет достаточной инертности, чтобы вырваться из потока фильтруемой среды, однако при

Диффузия

Рисунок 1.5 - Механизмы фильтрации [2]

прохождении частицы рядом с волокном естественные силы притяжения заставляют частицу присоединиться к нему.

3. Процесс диффузии. Диффузия основана на броуновском движении частиц маленького диаметра (< 0,5 мкм). Эти случайно-вероятностные движения могут стать причиной возможного захвата частиц волокнами.

4. Процесс электростатического притяжения. Данный механизм притяжения основан на электрическом или электростатическом заряде частицы и/или волокна, который будет заставлять частицу отклоняться от потока и присоединяться к волокну. Более подробное объяснение данного механизма дано в следующем разделе.

Изучение теорий захвата частиц показало значимость влияния размера частиц на проявление механизмов фильтрации. Н.А. Фукс в работе [27] указал, что частицы небольшого размера приводятся в действие броуновским движением и становятся объектом захвата под действием диффузии [28]. Крупные частицы обладают большим инерционным импульсом, соответственно у них больше вероятность вырваться из потока среды и быть захваченными силой инерции. Частицы среднего размера 0,040,4 мкм еще достаточно большие для обеспечения диффузионного эффекта захвата, но уже малы, чтобы иметь достаточный импульс для проявления инерционного механизма [29]. Этот размер частиц наиболее трудный для захвата несколькими фильтрационными механизмами одновременно. Размер таких частиц обозначается показателем MPPS (most penetrated particle size - размер наиболее проникающих частиц) [30].

1.1.3 Эффективность механизмов фильтрации

Рассмотренные механизмы осаждения частиц на волокне могут быть охарактеризованы следующими показателями: эффективность инерционного захвата Ei, эффективность касания Er, и эффективность диффузии Ed [31]. По мнению автора [32], электростатическое притяжение не всегда логично включать в расчет, т.к. вероятность проявления данного механизма среди фильтровальных материалов различна. Минеральноволокнистым материалам механизм электростатического притяжения несвойственен по причине относительно нейтрального заряда волокон [33], в отличие от

целлюлозных волокон. На вопрос о заряде частиц аэрозоля более информативно отвечает теория распределения заряда частиц Н.А. Фукса [27].

Многие исследователи [36, 37] пренебрегают инерционными механизмами или рассчитывают их в паре с механизмами касания, таким образом, рассчитывая Еш. При исследовании тонкой фильтрации фильтровальных процессов [36] было предположено, что инерционный процесс при нормальной скорости фильтрации не является самым важным и им можно пренебречь для большинства моделей фильтров. С. Дэвис ввел показатель Еш - общая эффективность одиночного волокна Е [34], обусловленная эффектом диффузии и касания в поле потока Кувабары [38]:

Е1 = ухЕэ + Ея + Еэя х ¿г V;

Е = Еэ + Еэя + ЕяЕь где у -индекс фильтрации, м-1; X - уплотненность, м3/м3; ¿г - диаметр волокна, м; V - вектор скорости, м/с.

(1.1) (1.2)

Рисунок 1.6 - Фильтрационные механизмы: влияние размера частиц на эффективность: 1-механизма касания; 2-механизма инерционного захвата частиц; 3-касания и

диффузии [34]

Автор определил области размеров частиц для различной эффективности механизмов одиночного волокна (рисунок 1.6) [34]. Средняя область относится к

фильтрам, содержащим волокна диаметром 2 мкм (в основе зависимостей - теория потока С. Кувабары). В этих условиях фильтрации Бб является преобладающей для частиц с диаметром менее 0,1 мкм. С увеличением размера частиц Е снижается, а при диаметре частиц 0,07 мкм наблюдается Бк [38].

Участие Бк становится причиной увеличения эффективности с увеличением:

St = (1.3)

где ёр - диаметр частицы, м;

Рр - плотность частиц, кг/м3;

Vp - скорость частиц, м/с;

^ - вязкость среды, Н-с/м = кг/м-с;

К - дальность вязкостного сопротивления.

Д. Боланд и А. Ренуа [35] описали три режима потока инерционного осаждения на основе числа Рейнольдса для одиночного волокна:

Яе = Щ (1.4)

ц

где и - скорость объекта движущегося через поток среды, м/с;

- диаметр волокна, м; р - плотность среды, кг/м3; ц - вязкость среды, Па/с.

1. При низком числе Re (< 0,2) инерционные силы достаточно слабы и поток, огибающий волокна, абсолютно вязкий. Нарушение потока возникает в результате движения волокон против течения.

2. При высоком числе Re (Re > 1000) инерционные силы преобладают и поток вокруг волокна идеально невязкий и безвихревой. В этом потенциальном случае линии потока проходят достаточно близко к волокну, прежде чем отклониться и обогнуть волокно. Ситуаций, в которых Re высокий, не так много

3. При среднем интервале числа Re (1 < Re < 1000) поток кратковременный. Большая часть теорий связана с областью низкого значения Re. Равенство Навье-

Стокса, из которого вытекает основная часть теорий, может быть в данном случае упрощено.

На основе работы [37] С. Дэвис провел расчет эффективности столкновения [34]. Было предположено, что числа Стокса St < 1 применимы для следующей модели:

ERI = ER+^St = ER+EIt (1.5)

где Ku - гидродинамический фактор Кувабары.

Диффузия и касание. Диффузность частиц области потока определяется числом Пелета - (Pe):

Pe=fl, (1.6)

dAV

где uo - лицевая скорость фильтра, м/с;

df- диаметр волокна, м;

Dav- коэффициент диффузии частиц,м2/с.

Коэффициент Dav связан с перемещением частицы А в бинарной смеси А и В. И определяется равенством Эйнштейна:

DAV = VpkbT, (1.7)

где fip - подвижность частиц, с/кг; кь - постоянная Больцмана; T - температура, K.

Подвижность частиц ^определяется коэффициентом скольжения Кенингема Ck: Vb = —, (1.8)

nrjdp v '

где Ck - коэффициентом скольжения Кенингема; П - абсолютная вязкость, Н-с/м2; dp - диаметр частицы, м.

И.Б. Стечкина и Н.А. Фукс были первыми [39, 42], кто использовал метод Кувабары для расчета эффективности диффузии (Ed). В результате была получена следующая формула:

Ed = 2,6 Ku-1/3Pe-2/3. (1.9)

В работе [40] замечено, что теория Кувабары имеет наибольшее соответствие с опытом и может считаться наиболее популярной моделью прохождения потока среды через фильтр. В результате ее развития был получен гидродинамический фактор Кувабары, которым многие ученые пользовались при дальнейшем исследовании теории фильтрации:

u = -llnX-3/4 + X-^. (1.10)

2 4

К.В. Ли и Б. Лью [41] внесли поправки на основании своих экспериментальных данных:

Е° = 16&)1/Зре-

(1.11)

(1.12)

где К - параметр эффективности касания, равный отношению среднего межволоконного расстояния и среднего диаметра волокна ёр/ё/, м/м, X - уплотненность, %.

1.2 Фильтрационные характеристики фильтровальных материалов

Фильтрационные характеристики материалов определяют характер протекания процесса фильтрации и являются важнейшими при проектировании материала.

1.2.1 Пористость фильтровальных материалов

Один из важнейших параметров фильтровальных материалов - это пористость.

Авторы [45, 46] предлагают руководствоваться показателем пористости для оценки эффективности материала в зависимости от цели фильтрации. Пористость фильтровальных материалов может изменяться в зависимости от формы частиц и распределения, используемых в ходе процесса фильтрования частиц по размеру. Такие факторы, как форма частиц и коэффициент заполнения пор частицами, дают возможность получить фильтр с высоким уровнем пористости [47]. При разработке материала высокая пористость и мелкий размер пор достигаются в результате использования более тонких волокон, но ценой снижения прочности материала. Как правило, пористость волокнистых материалов не менее 90 % [48]. Данный параметр зависит от плотности расположения волокон в материале, т.е. свободное пространство материала равно показателю пористости (обратного уплотненности х).

Для конкретного материала показатели пористости и уплотненности (плотности расположения волокон) играют достаточно важную роль, поскольку изменение значений пористости будет определять присутствие различных механизмов фильтрации [49].

Как было установлено [50], марки волокон, входящие в состав материала, отличаются диаметром пор, и от этого показателя зависит пористость фильтровальных

материалов (рисунок 1.7). Более тонкие волокна в композиции увеличивают пористость и снижают уплотненность. Далее последует проявление различных механизмов фильтрации: глубинного, поверхностного захвата и глубинного осаждения [51]. В случае более крупного диаметра волокон в материале его уплотненность будет выше, а пористость ниже, что приведет к проявлению механизма фильтрационного скопа [52].

Типа "чернильница" Соединенные Прямые цилиндрические

Рисунок 1.7 - Типы пор [50]

Как говорилось ранее, на пористость воздействуют частицы в зависимости от их параметров (диаметр, заряд). В случае твердых частиц одновременно будет происходить захват и накопление последующих фильтрующих слоев из твердых частиц аэрозоля [53]. Аэрозоль, содержащий жидкие частицы, скорее всего не обеспечит образование дополнительных фильтрующих слоев в материале.

Для пористости имеет значение размер частиц [54]. Если в аэрозоле преобладает фракция мелких частиц, то они могут заполнить пористый материал изнутри, снизив пористость. Однако крупные частицы будут удерживаться на поверхности, образовав скоп и дополнительный фильтрующий слой, что увеличит пористость материала.

Также здесь имеет значение электростатический заряд волокон [55, 57, 58], на которые будут попадать частицы аэрозоля (рисунок 1.8). Исследования демонстрируют, что твердые частицы будут собираться на заряженных участках и образовывать дендриты, что может увеличить эффективность фильтра [56]. При экранировании заряженных участков фильтровальных материалов происходит небольшое снижение эффективности. Жидкие частицы растекаются и закрывают заряженные участки достаточно широко. Экранирование может вызвать значительное увеличение проницаемости фильтра.

а б

Рисунок 1.8 - Электростатика частиц аэрозоля в зависимости от природы аэрозоля [59]: а - твердые частицы, б - жидкие частицы

Однако на показатели пористости фильтра при электростатической загрузке волокон решающую роль может сыграть скорость потока, с которой подается аэрозоль через фильтровальный материал. Это может повлиять на проявление механизмов фильтрации. Слишком высокая или низкая скорость потока исказит результаты эффективности фильтра.

1.2.2 Качественные фильтрационные характеристики

К качественным характеристикам фильтра относится:

1. Удержание частиц фильтром.

2. Сопротивление потоку среды аэрозоля.

3. Проницаемость.

Показатель удержания частиц фильтром (или сорбционная емкость) является довольно используемым в области воздушной фильтрации [60, 61]. Этот показатель является обязательно контролируемым, т.к. его значение однозначно влияет на качество продукта и остальные показатели, например эффективность фильтрования материала.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дю, Александр Владимирович, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Purchas, D.B. Handbook of filter media [Text] / D.B. Purchas, K.S. Sutherland // Elsevier Science & Technology Books. - 2002. - 549 p.

2. Hutten, I.M. Handbook of non-woven filter media [Text] / I.M. Hutten // Elsevier Science & Technology Books. - 2007. - 496 p.

3. Sutherland, K.S. Filters and filtration handbook [Text] / K.S. Sutherland, G. Chase // Elsevier Science. -2008. - 523 p.

4. Дубовый, В.К. Фильтровальные материалы на основе минеральных волокон для сверхтонкой очистки газовоздушных сред : дис. ... канд. техн. наук: 05.21.03 / Дубовый Владимир Клементьевич. - Л.: ЛТА, 1998. - 161 с.

5. Дубовый, В.К. Бумагоподобные композиционные материалы на основе минеральных волокон: дис. ... д-ра техн. наук: 05.21.03 / Дубовый Владимир Клементьевич. - Санкт-Петербург, 2006. - 370 с.

6. Дубовый, В.К. Стеклянные волокна. Свойства и применение [Текст] / В.К. Дубовый. СПб.: Нестор, 2003. - 130 с.

7. Stevenson, D.G. The specification of filtering materials for rapid gravity filtration [Text] / D.G. Stevenson // J. Inst. Water and Environmental Management. - Vol. 8, Nr. 5. -1994. - P. 527-533.

8. Trussell, R.R. Recent developments in filtration system design [Text] / R.R. Trussell, A.R. Trussell, J.S. Lang and C.H. Tate // J. Amer. Water Works Assoc. - 1980.

- P. 705-710.

9. Bablon, G.P. Aim developing a sand-GAC filter to achieve high-rate biological filtration [Text] / G.P. Bablon, C. Ventresque, R. Ben J. // Amer. Water Works Assoc. - 1988.

- P. 47-53.

10. Ires, K.J. Capture mechanisms in filtration [Text] / K.J. Ires // The Scientific Basis of Filtration. - Leyden, 1975. - P. 183-201.

11. Hambley, J.B. Recent developments in media selection for granular bed filters [Text] / J.B. Hambley // Advances in Filtration and Separation Technology. - 1993. Vol. 7. -P. 522-525.

12. Wakeman, R.J. The HW Filter - a new concept in clarification filtration [Text] / R.J. Wakeman, T.P. Davies, C J Manning // Filtration & Separation. - 1988. Vol. 25, Nr. 6. -P. 407-410.

13. Wakeman, R.J. The Howden-Wakeman filter in waste water treatment [Text] / R.J. Wakeman, D.R. Burgess, R.J. Spark // Filtration and Separation. - 1994. Vol. 31, Nr. 2. -P.183-187.

14. Фудзи, Т. Механика разрушения композиционных материалов [Текст] / Т. Фудзи, М. Дзако. - М.: Мир, 1982. - 232 с.

15. Gerdes, E. Extract-free cellulose (EFC) - innovative fibres to optimise precoat filtration processes [Text] / E. Gerdes //Proceedings of world filtration congress 8. - Filtration Society.- Brighton, - 2000. Vol. 1. - 58 p.

16. Patel, S. Charge modified depth filter technology and evolution [Text] / S. Patel // Filtration & Separation. - 1992. - 221 p.

17. Wakeman, R.J. Filtration dictionary and glossary [Text] / R.J. Wakeman // The Filtration Society. - London, 1985. - 295 p.

18. Шеффманн, Э.А. Современные технологии производства нетканых материалов мокрым способом / Э.А. Шеффманн // Allgemeine Papier-Rundschau. - 1989. - № 27. - С. 70-75.

19. Purchas, D.B. Filter media: a survey [Text] / D.B. Purchas // Filtration &Separation. - 1965. - 465 p.

20. Purchas, D B Industrial filtration of liquids [Text] / D.B. Purchas // Leonard Hill. -1967. - 463 p.

21. Ballew, H.W. Basics of filtration and separation [Text] / H.W. Ballew // Nuclepore Corporation. - 1978. - 69 p.

22. Purchas, D.B. Art, science and filter media [Text] / D.B. Purchas // Filtration & Separation. - 1980. - 372 p.

23. Purchas, D.B. Solid/liquid separation technology [Text] / D.B. Purchas // Filtration Specialists. - 1981. - P. 46-55.

24. Ehlers, S. The selection of filter fabrics re-examined [Text] / S. Ehlers // Industrial Engineering Chemistry. - 1961. - 552 p.

25. Rushton, A. Filter media [Text] / A. Rushton, P.V.R. Griffiths // Filtration Principles and Practices. - 1977. - P. 120-157.

26. Черняков, А.Л. Эффективность улавливания аэрозольных частиц фильтрующими материалами с дисперсными включениями / А.Л. Черняков, A.A. Кирш // Коллоид. журн. - 2007. - Т. 69, №2. - С. 265-272.

27. Фукс, Н.А. Механика аэрозолей [Text] / Н.А. Фукс. М. Издательство академии наук СССР, 1955. - 352 c.

28. Дубовый, В.К. Трехкомпонентные фильтровальные материалы на основе минеральных волокон / В.К. Дубовый, Г.И. Чижов // Тезисы докладов молодых ученых Лесотехнической академии на научной конференции, посвященной 200-летию лесного департамента России (г. Санкт-Петербург, 20-26 апреля 1998 года). - СПб.: Изд-во СПбГ ЛТА, 1998. - С. 64-65.

29. Dickenson, T.C. Filters and Filtration Handbook [Text] / T.C. Dickenson // Elsevier Science. - 1997. - 1094 p.

30. Wakeman, R.J. Filtration equipment selection [Text] / R.J. Wakeman, E.S. // Elsevier Science. - 1999. - 295 p.

31. Ires, K.J. Deep bed filters, solid & liquid separation equipment scale-up [Text] / K.J. Ires, D.B. Purchas, R.J. Wakeman // Uplands Press. - London, 1986. - P. 124-137.

32. Lastow, O. Single fiber collection efficiency [Text] /O. Lastow, A. Podgorski, K. Spurny // Lewis Publishers. - 1998. - P. 24-34.

33. Kuestoslav, R. Spurny Advances in aerosol filtration [Text] / R. Kuestoslav, R. Spurny // Routledge/Taylor & Francis Group, LLC. - Boca Raton, 1998. - 560 p.

34. Davies, C.N. Air Filtration [Text] / C.N. Davies // Academic Press. - 1973. -

364 p.

35. Bouland, D. Stationary and non-stationary filtration of liquid aerosols by fibrous filters [Text] / D. Bouland, A. Renoux // Lewis Publishers. - 1998. - P. 53-83.

36. Purchas, D.B. Art, science and filter media [Text] / D.B. Purchas // Filtration & Separation. - 1980. - P. 115.

37. Kowalski, W.J. Filtration of airborne microorganisms: modeling and prediction [Text] /W.J. Kowalski, W.E. Bahnfleth, T.S.Whittam // ASHRAE. - 1999. - P. 1-23.

38. Kuwabara, S. The forces experienced by randomly distributed parallel circular cylinders or spheres in viscous flow at small Reynolds numbers [Text] / S. Kuwabara // Filtration & Separation. - 2002 - P. 16-22.

39. Фукс, Н.А. К теории волокнистых аэрозольных фильтров / Фукс Н.А., Стечкина И.Б. // Докл. АН СССР. - 1962. - Т. 147., № 5. - С. 1144-1146.

40. Lee, K.W. Experimental study of aerosol filtration by fibrousfilters [Text] / K.W. Lee, B.Y.H.Liu // Aerosol Sci. Tech. - Vol. 1, Nr. 1. - 1981. -P. 35-46.

41. Lee, K.W. Theoretical study of aerosol filtration by fibrous filters [Text] / K.W. Lee, B.Y.H.Liu // Aerosol Sci. Tech. - Vol. 1, Nr. 2. - 1982. - P. 147-162.

42. Стечкина, И.Б. Диффузионное осаждение аэрозолей в волокнистых фильтрах / И.Б. Стечкина // Доклады АН СССР. - 1966. - Т. 167. № 6. - С. 1327-1330.

43. Kerschmann, R. Filter media structure in virtual reality [Text] / R. Kerschmann // Filtration & Separation. - Vol. 38, Nr. 7. - 2001. - P. 26-29.

44. Фукс, H.A. Успехи механики аэрозолей / H.A. Фукс // Итоги науки. Химическиенауки, 5. М.: Изд. АН СССР. - 1961. - 161 c.

45. Heertjes, P.M. Studies in filtration: the initial stages of cake filtration [Text] / P.M. Heertjes // Chemical Engineering Science. - Vol. 6. - 1957. - P. 269-276.

46. Endo, Y. Collection efficiency of sintered ceramic filters made of submicron spheres [Text] / Y. Endo, D.R. Chen, D.Y.H. Pui // Filtration & Separation - Vol. 39, Nr. 2. -2002 - P.43-47.

47. Dahlstrom, D.A. Solid & liquid separation equipment [Text] / D.A. Dahlstrom,

C.E. Silverblatt // Uplands Press. - 1986. - P. 133-162.

48. Dorman, R.G. Filtration principles and practices R.G. Dorman, A.S. Ward // Marcel Dekker. - New York. - 1979. - P. 87-109.

49. Rushton, A. Solid-liquid filtration and separation technology [Text] / A. Rushton, A.S. Ward, R. G. Holdich // VCH. - 1996. - 538 p.

50. Purchas, D.B. One hundred years of the rotary vacuum filter [Text] /

D.B. Purchas // Filtration & Separation - 1973. - 429 p.

51. Stepuszek, D. High performance functional paper for use as filter media [Text] / D. Stepuszek, J. Hirose // AFS. - 1993. - P. 111.

52. Wilton, O. Sheet filtration [Text] / O. Wilton // Filtration & Separation. - 1992. -39-40 p.

53. Кирш, В.А. Диффузионное осаждение наночастиц в 3D модельном волокнистом фильтре / В.А. Кирш // Журн. физ. хим. - 2011. - Т. 85, № 11. - С. 20892093.

54. Venkataraman, C. Revealing the pore characteristics of membranes [Text] /C. Venkataraman, K. Gupta // Filtration & Separation. - Vol. 37, Nr. 6. - 2000. - P. 20-23.

55. Стечкина И.Б., Фукс Н.А. Исследование в области волокнистых аэрозольных фильтров. Расчёт диффузионного осаждения аэрозолей в волокнистых фильтрах / И.Б. Стечкина, Н.А. Фукс // Коллоид., журн. - Т. 29, № 2. - 1967. - С. 260-265.

56. Di Bernado, L. Influence of sand uniformity coefficient on slow sand filter performance [Text] / L. Di Bernado, A. Escobar // Wiley. - 1996. - P. 179-198.

57. Дубовый, В.К. Бумагоподобные композиционные материалы на основе минеральных волокон / В.К. Дубовый, Г.И. Чижов // Поморье в Баренц-регионе на рубеже веков: экология, экономика, культура: Материалы междунар. конф. (г. Архангельск). - Архангельск, 2000. - С. 75.

58. Дубовый, В.К. Изучение механизма возникновения свойства влагопрочности в бумаге из минеральных волокон / В.К. Дубовый, Г.И. Чижов, В.В. Хованский // ИВУЗ. Лесн. журн. - 2005. - № 1-2. - С. 100 - 104.

59. TSI Incorporated. Официальный сайт. - Режим доступа: http:// www.tsi.com /, свободный. - Загл. с экрана.

60. Wepfer, R. Characterisation of HEPA and ULPA filters by proposed new European test methods [Text] / R. Wepfer // Testing gas filter media conference, Filtration Society. - Harwell. - April - 1995. - P. 545-550.

61. Hanley, J.T. ASHRAE's new test standard for general ventilation filters [Text]/ J.T. Hanley, D.S. Ensor, K. Owen //Advances in filtration & separation technology. -Vol. 13b.- 1999. - P. 679-686.

62. Todd, K. Testing sterile air filter integrity [Text] / K. Todd // Filtration & Separation. - Vol. 37, Nr. 2. - 2000. - P. 24-25.

63. Jena, A. A novel technique for characterization of pore structure of ceramic membranes / A. Jena, K. Gupta // Filtration Society. - Vol. 1, Nr. 4. - 2001. - P. 23-26.

64. Pierce, M.E. HEPA filter media testing: 1950-2000 [Text] / M.E. Pierce // Proceedings of 25thDOE/NRC nuclear air cleaning and treatment conference. - Minneapolis, 1998. - P. 72-78.

65. Дубовый, В.К. Двухслойные фильтровальные материалы для тонкой очистки газовоздушных сред на основе минеральных волокон / В.К. Дубовый, Г.И. Чижов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. - СПб.: Изд-во СПбГЛТА -1999. - №. 7(165). - С. 89-95.

66. Дубовый, В.К. Создание фильтровальных материалов на основе минеральных волокон / В.К. Дубовый, Г.И. Чижов // Целлюлоза. Бумага. Картон. - М., 2004. - Вып. 10. - С. 46-49.

67. Хованский, В.В. Влияние композиции и вида связующего на свойства фильтровального материала из минеральных волокон. / В.В. Хованский, В.К. Дубовый,

A.Д. Иваненко //Химия и технология бумаги: межвуз. сб. науч. тр.- СПб, 2001. - С. 1223.

68. Гутников, С.И. Стеклянные волокна: учеб. пособие для студентов по специальности «Композиционные материалы» / С.И. Гутников, Б.И. Лазоряк, А.Н. Селезнев. - М., 2010. - 53 с.

69. Hoeg, A. What is dynamic filter efficiency [Text] / A. Hoeg, R. Murad // Fluid power journal. - Sept./Oct. - 2000. - P. 116.

70. Безлаковский, А.И. Особенности массоподготовки минерально-волокнистых листовых композитов [Текст] / А.И. Безлаковский, В.В. Коваленко, В.И. Комаров, Н.В. Сысоева, В.К. Дубовый // 3-я Международная научно-практическая конференция «Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона». -СПб., 2010. - С. 52-54.

71. Kovalenko, V.V. Problems of determining the length of glass fibers which are used for making special types of paper[Text] / V.V. Kovalenko, A.I. Bezlakovskiy, N.V. Sysoeva//The8th International paper and coating chemistry Symposium in Stockholm. -Stokholm. - 2012. - Р. 331-332.

72. Безлаковский, А.И. Основы технологии бумагоподобных минерально-волокнистых композитов повышенной прочности: дис. ... канд. техн. наук: 05.21.03 / Безлаковский Антон Игоревич. - Архангельск: АГТУ, 2009. - 162 с.

73. Holden, C. Improving test methods for polymer melt filters[Text] / C. Holden,

B. Longworth // Filtration & Separation. - Vol. 39, Nr. 3. - 2002. - P. 28-29.

74. Кирш, В.А. Осаждение наночастиц в фильтрах из пористых проницаемых волокон / В.А. Кирш // Коллоид., журн. - 2007. - Т. 69, № 5. - С. 649-654.

75. Технология чистоты // Журнал Ассоциации инженеров по контролю микрозагрязнений. - М., 2012. - Вып. № 4. - С. 13-28.

76. Кирш, A.A. Исследования в области волокнистых аэрозольных фильтров. Экспериментальное определение эффективности волокнистых фильтров в области максимального проскока частиц / A.A. Кирш, И.Б. Стечкина, Н.А. Фукс // Коллоид., журн. - Т. 31, №2. - 1969. - С. 227-232.

77. Howard, G.W. Solid & liquid separation equipment [Text] / G.W. Howard, N. Nicholaus // Uplands Press. - 1986. - P. 247-281.

78. Mayer, E. A new, improved filter aid [Text] / E. Mayer, J.G. Wood // Advances in filtration and separation technology. - 1990. Vol. 1. - P. 124-141.

79. Happel, J. Viscous flow relative to arrays of cylinders [Text] / J. Happel //ASHRAE. - 1965. Vol. 5. -P. 174-177.

80. Brown, R.C. Airflow through filters beyond single fiber theory [Text] / R.C. Brown // Lewis Publishers. - 1998. -P. 153-172.

81. Myagi, Viscous flow at low Reynolds numbers past an infinite row of equal circular cylinders [Text] / Myagi // J. Phy. Soc. Japan. - 1958. Vol. 13. - P. 493-496.

82. Blunt, W.G. Characteristics of perlite filter aids [Text] / W.G. Blunt // Advances in filtration and separation technology. - 1993. Vol. 7. - P. 106-109.

83. Зак, А.Ф. Физико-химические свойства стеклянного волокна / А.Ф. Зак // Ростехиздат - М., 1962. - 140 с.

84. Дубовый, В.К. Создание бумагоподобных высокотехнологичных нано-композитов на основе минеральных волокон [Текст] / В.К. Дубовый, Н.В. Сысоева, В.В. Коваленко // XIV Всероссийская научно-методическая конференция «Фундаментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах». СПб.: Изд-во Политех. ун-та, 2010. - С. 259-260.

85. Коваленко, В.В. Изменения фракционного состава минеральных волокон в процессах обработки и переработки [Текст] / В.В. Коваленко, Н.В. Сысоева, В.К. Дубовый, А.И. Безлаковский // Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов: материалы I Международной научно-технической конференции». -Архангельск, 2011. - С. 238-243.

86. Коваленко, В.В. Влияние композиции минерально-волокнистых листовых материалов на изменение впитывающей способности [Текст] / В.В. Коваленко, Н.В.

Сысоева, А.И. Безлаковский, В.К. Дубовый, В.И. Комаров//3-я Международная научно-практическая конференция «Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона». СПб., 2010. - С. 72-76.

87. Чижов, Г.И. Изучение механизма возникновения свойства влагопрочности в бумаге из минеральных волокон / Г.И. Чижов, В.В. Хованский // ИВУЗ Лесн. журн. -2005. - №12. - С.101-104. -ISSN 0536-1036.

88. Ужов, В.Н. Очистка промышленных газов фильтрами [Текст] /В.Н. Ужов, Б.И. Мягков. М.: Химия, 1970. - 318 С.

89. ГОСТ Р ЕН 1822-1-2010. Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА, НЕРА и ULPA. Часть 1. Классификация, методы испытаний, маркировка. - М.: Стандартинформ, 2011. - 20 с.

90. ОКП 543910. Общероссийский классификатор продукции. - М.: Госстандарт России, 1994. - 1133 с.

91. DIN EN 799-1996. Кодирование штриховое. Спецификации символики. Код 128. - 1996. - 15 с.

92. ГОСТ Р 51251-99. Фильтры очистки воздуха. Классификация. Маркировка. -М.: Госстандарт России, 2000. - 9 с.

93. Wepfer, R. Production control of ULPA filters [Text] / R. Wepfer, J. Schier // Proceedings of the 8th International Symposium on Contamination Control. Herausgeber: ASCCA, Milano, 1986. - P. 850-858.

94. EN 1822-98. High efficiency particulate air filters (HEPA and ULPA): [Vysokoeffektivnye filtry (HEPA i ULPA) ochistki vozduha ot chastic].

95. EN 1822-1:2009. High efficiency air filters (EPA, НЕРА and ULPA). Part 1: Classification, performance testing, marking (IDT): [Vysokoeffektivnye vozdushnye filtry].

96. ГОСТ Р ЕН 1822-3-2012. Испытания плоского фильтрующего материала. Часть 3. Испытания плоского фильтрующего материала. - М.: Стандартинформ, 2012. -39 с.

97. ОАО «Новгородский завод стекловолокна» (г. Великий Новгород). Официальный сайт. - Режим доступа: http://www.nzsv.ru/, свободный. - Загл. с экрана.

98. ОАО «Марийский целлюлозно-бумажный комбинат» (г. Волжск). Официальный сайт. - Режим доступа: http://marbum.ru/, свободный. - Загл. с экрана.

99. ФГАОУ ВПО САФУ им. М.В. Ломоносова. ИТЦ «Современные технологии переработки биоресурсов Севера», Официальный сайт. - Режим доступа: http://narfu.ru/science/SEC/north_biosources/about/, свободный. - Загл. с экрана.

100. ГОСТ Р ЕН 1822-2-2012. Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА, HEPA и ULPA. Часть 2. Генерирование аэрозолей, испытательное оборудование, статистика счета частиц. - М.: Стандартинформ, 2012. - 50 с.

101. Rideal, G. Filter calibration: high precision method [Text] / G. Rideal // Filtration & Separation. -Vol. 38, Nr. 2. - 2001. - P. 26-28.

102. ГОСТ Р ЕН 1822-4-2012. Высокоэффективные фильтры очистки воздуха EPA, HEPA и ULPA. Часть 4. Испытания фильтров на утечку (метод сканирования). -М.: Стандартинформ, 2012. - 75 с.

103. Иванов, С.Н. Технология бумаги / С.Н. Иванов. - М.: Лесн. пром-сть -1970. - 696 с.

104. Дубовый, В.К. Использование макулатуры и минеральных волокон в производстве фильтровальных материалов для машиностроения / В.К. Дубовый, В.В. Хованский // Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2005. - №. 8. - С. 56.

105. Коваленко, В.В. Фракционный состав по длине штапельных стеклянных волокон, используемых в производстве бумаги. Методы определения [Текст] / В.В. Коваленко, Н.В. Сысоева, В.К. Дубовый, А.И. Безлаковский// ИВУЗ. Лесной журнал. -2011. - №6. - С. 101-106.

106. Коваленко, В.В. Фракционный состав по диаметру штапельных стеклянных волокон, используемых в производстве бумаги специального назначения [Текст] / В.В. Коваленко, Н.В. Сысоева, В.К. Дубовый, А.И. Безлаковский// ИВУЗ. Лесной журнал. -2011. -№5. - С. 101-105.

107. ГОСТ 27015-86. Бумага и картон. Методы определения толщины, плотности и удельного объема. - Взамен ГОСТ 13199-67, ГОСТ 12432-77. Введен 01.01.1988. -М.: Изд-во стандартов. 2002. - 4 с.

108. Бумага и картон. Определение прочности при растяжении. Часть 1. Метод нагружения с постоянной скоростью. - Взамен ГОСТ 13525.1-79. Введен 01.01.2000. -Минск.: ИПК. - 1999. - 11 с.

109. Белоглазов, В.И. Анизотропия деформативности и прочности тарного картона и методы ее оценки [Текст] / В.И. Белоглазов, А.В. Гурьев, В.И. Комаров; под

ред. проф. В.И. Комарова. - Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та. - 2005. - 252 с.

110. ГОСТ Р 50779.21-2004. Статистические методы. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение. - Взамен ГОСТ Р 50779.21-96. Введен 01.06.2004. - М.: Изд-во стандартов, 2004. - 47 с.

111. Дю, А.В. Новый метод оценки эффективности фильтровальных материалов /

A.В. Дю, Н.В. Сысоева, В.К. Дубовый // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии: СПб.: СПбГЛТУ - 2014. №. 209- С. 221-229.

112. НПО НЭПТ. Системы промышленной вентиляции. Официальный сайт. -Режим доступа: http://www.zavodnept.ru/, свободный. - Загл. с экрана.

113. ГОСТ 22186-93. Картон гофрированный. Метод определения толщины. - М.: Московский печатник, 1995. - 8 с.

114. Сысоева, Н.В. Базальтовое волокно, как сырье для капиллярно-пористых композиционных материалов / Н.В. Сысоева, А.В. Дю, В.К. Дубовый // Дизайн материалы технология. 2012. №. 5 (25). - С - 4.

115. Третьякова, Ю.И. Методы повышения прочности кремнеземных волокон [Текст] / Ю.И. Третьякова, В.В. Коваленко, А.И. Безлаковский // Образование и наука: ступени развития: материалы региональной молодежной научно-практической конференции. - Архангельск, 2010. - С. 281-282.

116. Дю, А.В. Влияние длины базальтовых волокон на качество формования бумагоподобных композитов [Текст] / А.В. Дю, Н.В. Сысоева, А.И. Безлаковский // Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов: материалы II Международной научно-технической конференции посвященной памяти профессора В.И. Комарова 1012 сентября 2013 г., - Архангельск, 2013. -С- 118.

117. Комаров, В.И. Критическая длина волокна - фактор, определяющий деформативность и прочность целлюлозно-бумажных материалов [Текст] /

B.И. Комаров // ИВУЗ Лесной журнал. - 1993. - № 4. - С. 79-83.

118. Дю, А.В. Моделирование композиции сепарационных бумагоподобных композитов из стеклянных волокон для повышения прочности / А.В. Дю, Н.В. Сысоева // Тезисы докладов VI всероссийской конференции молодых учёных, аспирантов и

студентов с международным участием «Менделеев-2012» Неорганическая химия 3-7 апреля 2012 г., СПбГУ - СПб: Изд-во Соло, 2012. С. - 184-186.

119. Кларк, Д.Р. Технология целлюлозы / Д.Р. Кларк. - М.: Книги по требованию. - 1983. - 230 с.

120. Дю, А.В. Оптимизация компонентного состава капиллярно-пористого композита для специальной техники [Текст] / А.В. Дю, Н.В. Сысоева // Материалы докладов II Всероссийской (XVII) молодежной научной конференции «Молодежь и наука на Севере» 22-26 апреля 2013 г., Коми научный центр УрО РАН. - Сыктывкар, 2013. - С. 18.

121. Дю, А.В. Новые фильтрующие материалы на основе минеральных волокон и биополимерного комплекса / А.В. Дю, Н.А. Вальчук, О.С. Бровко и др. // Биотехнологии в химико-лесном комплексе 2014: материалы междунар. науч. конф. Архангельск: САФУ имени М.В. Ломоносова, 2014. - С. 95-98.

122. Вальчук, Н.А. Принципы выбора подложки из минеральных волокон для мембранных фильтров / Н.А. Вальчук, О.С. Бровко, А.В. Дю и др. // Биотехнологии в химико-лесном комплексе 2014: материалы междунар. науч. конф. Архангельск: САФУ имени М.В. Ломоносова, 2014. - С. 283-286.

123. Вальчук, Н.А. Свойства и применение биополимерных пленок и композитных мембранных материалов на их основе / Н.А. Вальчук, О.С. Бровко, А.В. Дю и др. // Физикохимия растительных полимеров 2015: материалы VI международной конференции. Архангельск: САФУ имени М.В. Ломоносова, 2015. - С. - 65-68.

124. Богданович, Н.И. Расчеты в планировании эксперимента [Текст]: учебное пособие / Н.И. Богданович, Л.Н. Кузнецова, С.И. Третьяков, В.И. Жабин. - Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2008. - 124 с.

125. ГОСТ Р 50779.21-2004. Статистические методы. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение. - Взамен ГОСТ Р 50779.21-96. Введен 01.06.2004. - М.: Изд-во стандартов. - 2004. - 47 с.

126. Комаров, В.И. Деформация и разрушение волокнистых целлюлозно-бумажных материалов / В.И. Комаров. - Архангельск: Издательство АГТУ, 2002- 440 с.

127. Сысоева, Н.В. Материаловедение. Технология конструкционных материалов: учеб. пособие / Н.В. Сысоева, В.И. Комаров; под ред. проф. В.И. Комарова. -Архангельск: Изд-во АГТУ, 2006. - 168 с.

128. Сысоева, Н.В. Термостойкие фильтровальные материалы для очистки горячих газовых выбросов в ЦБП/Н.В. Сысоева, А.В. Дю, В.К. Дубовый,

A.И. Безлаковский // Материалы докладов VIII всероссийской научной конференции «Химия и технология растительных веществ» 7 - 10 октября 2013 г. - Калининград, 2013.- C. 208.

129. Сысоева, Н.В. Влияние критической длины стеклянных волокон на качество бумагоподобных материалов фильтровального назначения [Текст] / Н.В. Сысоева,

B.В. Коваленко // ИВУЗ. Лесной журнал. -2013. - №6. - С. 132-136.

130. Басманов, П.И. Высокоэффективная очистка газов от аэрозолей фильтрами Петрянова / П.И. Басманов, В.Н. Кириченко, Ю.Н. Филатов, Ю.Л. Юров. - М.: Наука, 2003. - 271 c.

131. Дю, А.В. Анизотропия прочности минеральноволокнистых материалов [Текст] / А.В. Дю // Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов: материалы III Международной научно-технической конференции посвященной памяти профессора В.И. Комарова 9-11 сентября 2015 г., - Архангельск, 2015. - С. 218-223.

132. IndexBox. Официальный сайт: - Режим доступа: http://www.indexbox.ru/ reports/marketingovoe-issledovanie-rynok-filtrovalnoj-bumagi/, свободный. - Загл. с экрана.

133. Hollingsworth & Vose. Официальный сайт: - Режим доступа: http://www.hollingsworth-vose.com/Documents/Product%20Literature-Filtration/PerForm %20Next-Generation%20HEPA-ULPA%20Filter%20Media.pdf/ свободный. - Загл. с экрана.

134. Сорбент. Средства индивидуальной защиты. Официальный сайт: - Режим доступа: http://protivogaz.ru/, свободный. - Загл. с экрана.

135. ГОСТ Р 12.4.191-2011. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Полумаски фильтрующие для защиты от аэрозолей. Общие технические условия. - М.: Стандартинформ, 2012. - 24 с.

136. Свиридов, Е.Б. Природный потенциал охлаждения. Энергосберегающая, экологически безопасная технология охлаждения воздуха широкомасштабного

применения [Текст] / Е.Б. Свиридов, Н.В. Сысоева, В.К. Дубовый, А.И. Безлаковский -Тула: Гриф и К., 2011. - 256 с.

137. ГОСТ 12.1.044-89. Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. - М.: Стандартинформ, 2006. - 155 с.

138. Filcon ApS. Официальный сайт: - Режим доступа: http://www.filcon.dk/Hot-Flue-Gas.17.aspx, свободный. - Загл. с экрана.

139. Дубовый, В.К. Базальтоволокнистые нетканные материалы, как защитные экраны для локализации низовых пожаров / Дубовый В.К., Дю А.В., Гусев В.Г., Безлаковский А.И. // ИВУЗ Лесной журнал. - 2014. - № 5 - С.63-69.

«УТВЕРЖДАЮ»

Заместитель генерального директора ОАО «НПО «С11ЛАВ»

Р. А, Кобылин

I» ¡'р^-:•■ 2013

АКТ '

об использовании композиционного бумагоподобного материала для специальной техники

Настоящий акт свидетельствует об использовании композиционного материала для специальной техники, изготовленного из стеклянных волокон в соответствии с ТУ 5445-00]-69183327-2013, в агрегатах охлаждения

воздуха типа АОВ-ЗОО.

Агрегаты охлаждения воздуха АОВ-ЗОО имеют санитарно-эпидемиологическое заключение № 71 .ТТЦ.04.486.П.000006.01.09. от 14.01.09 Федеральной службы по надзору в сфере прав потребителей и

благополучия человека.

Агрегаты охлаждения воздуха АОВ-ЗОО применяются в метрополитене г. Москвы для охлаждения кабин машинистов электропоездов,

Начальник отд. №8 I "л авный с ехециалист

В.Е. Костин Е.Б. Свиридов

УТВЕРЖДАЮ

{¡шссппель лирегооря по научной работе ФБУ «Саикт-Петербургский нзучио-неследователъскнй институт лесного хозяйствам

ироф., ,у 11 " в А 1 " ■

I, Jsgßfeg.-012 I.

А к г

v ' -v '

V.

испытаний композиционного бумагоподобного материала из базальта во го волоки a

Jemwspurtmm обл.. Прюъерсхыйрайон. дер.Оргхлво 06 июля 2012

Комиссия в сиегпвс:

нре/иямп мь заведующий .шбораторией охраны леса «т комиссии: пожара Ф1»У лС1ШНПМЛХ» д.с.-ч.н.

членим комиссии:

профессор кафедры icxno.'iormi бумаги и картона ФГЬОУ НПО «Cl 161 ТУРИ» хт.н.

генеральный директор ОАО «Новгороде кий завод с тек, юволокна», к.т.н.

доцент кафедры технологии целлюлозно-бумажного прошведстш ФГАОУ В!Ю «САФУ им. М.В.Ломоносова»

К. LU.

натраш кафедры icukuoi ни целлюлозно-бумажного [ф01инолста ФГАОУ Iii К) «t'AФУ им. М,В. Ломоносова»

пропела неш.панки обрачтж композиционною бумаинюдобпо: о маlсриила нч базальтового нолокна и качестве огнезащитных экранов для локалтацип ни1оиы\ лесных пожаров. Псишаная припали.uiei> на пило той площадке Пржнерекою лееннчеечна VU) «П.рмозсре^нн мпшципальньш район Ленин) раде кой области», общей ндоншыо f>25 м",

1lac гояшим актом тшверждае] си аффективноеп. использования компочиштонио! о бумагоподобного материала ш базальтового волокна и качееше огнезащитных ) кранов для локализации гшзовых лесных, пожаров.

V.

I усов В.) .

ДубоныП В.К. безлаковекнй Л 11.

Сысоева И,В, Дю A.B.

предее/ш [ель комиссии: члени,] комиссии:

Л

.Х-

В Г. Гуеен

В.К. Дубоший А.И. Ьезлаковекик И.В. Сысоева A.B. Дю