文/Corrie Pelc譯/何帆

紡織材料在保護(hù)人類健康方面大有可為，例如，你在家里或汽車上呼吸的空氣可能就是透過由紡織品做成的過濾設(shè)備凈化的。同樣，紡織品也可用于水過濾系統(tǒng)，它們能夠在你擰開水龍頭之前將雜質(zhì)清除干凈。

紡織品在空氣和水過濾中起到的重要作用是毋庸置疑的，專家認(rèn)為，紡織品在這方面還有巨大潛力有待挖掘。根據(jù)BBC的研究報(bào)告，全球非織造布過濾產(chǎn)品市場在2010年為25億美元，2015年這一數(shù)值將增長至35億美元。除此之外，2014年，市場透明度研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的報(bào)告稱全球過濾產(chǎn)品市場估值在2011年時(shí)大約為481美元，到2018年將增長到771美元。

“紡織過濾材料的好處之一是當(dāng)我們對聚合物和新的凈化過程有新認(rèn)識(shí)的同時(shí)總能不斷開發(fā)出新產(chǎn)品?！崩澊髮W(xué)紡織技術(shù)中心纖維和植物的功能化研究小組組長Parikshit Goswami說，“這是一個(gè)令人興奮的領(lǐng)域，如果我們能不斷開發(fā)出新的織物，這個(gè)領(lǐng)域的市場還將繼續(xù)增長?！?/p>

紡織過濾材料的優(yōu)勢

為什么說用紡織品生產(chǎn)過濾材料是一個(gè)不錯(cuò)的選擇呢？德國巴斯夫公司非織造布市場開發(fā)經(jīng)理Pamela Lawler說，織造和非織造纖維具有多種多樣的不同特性，如過濾效率、耐化學(xué)及耐熱性、滲透性、強(qiáng)度以及耐久性等。

Goswami說，非織造布用于生產(chǎn)過濾產(chǎn)品已經(jīng)非常成功了，許多網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和粘結(jié)工藝被開發(fā)出來可以生產(chǎn)過濾材料?！袄纾煌睦w維結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生不同的孔隙度，所以如果我們愿意，可以改變織物X-Y軸甚至Z軸的參數(shù)?！彼忉屨f。

通過定制非織造纖維孔隙大小、結(jié)構(gòu)可以降低壓力，前Ahlstrom公司過濾產(chǎn)品經(jīng)理Ina Parker說。紡織過濾材料相當(dāng)于一個(gè)屏障，能夠讓空氣和水透過，同時(shí)阻擋一些微粒，最終產(chǎn)生一個(gè)降壓?！爱?dāng)紡織過濾纖維將細(xì)小的微粒過濾掉時(shí)，它對其他介質(zhì)的阻力卻很小。”她說，“當(dāng)我們用紡織過濾材料過濾0.4微米大小的粒子時(shí)，仍然能使氣流以較高速率通過，不會(huì)引起壓力迅速下降?！?/p>

織物使用的纖維同樣會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)。美國Testori公司生產(chǎn)用于過濾產(chǎn)品的織造及非織造纖維。該公司總裁Clinton Scoble說，紡織品由合成纖維，包括聚丙烯、玻璃纖維、芳綸纖維、聚四氟乙烯等，有些材料對溫度有限制，有些具有抗化學(xué)腐蝕性，它們使產(chǎn)品具有了不同特性。

然而，用紡織品生產(chǎn)過濾材料也有潛在的缺陷，例如，纖維結(jié)構(gòu)有可能破裂，這對紡織品生產(chǎn)商來說一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。“一旦纖維結(jié)構(gòu)破裂，所有污垢就會(huì)傾瀉而出，這比不用過濾產(chǎn)品還要糟糕。”Parker解釋說。

Lawler說，有些過濾產(chǎn)品必須安裝在高溫環(huán)境中，而非織造纖維是無法承受高溫的?！吧a(chǎn)者試圖用聚合物替代品生產(chǎn)用于高溫的過濾材料，”她解釋說。同樣，在一些情況下，用非織造布生產(chǎn)過濾材料時(shí)需要將它進(jìn)行褶皺，這就需要用鋼絲為其做支撐。生產(chǎn)者們正在用不同聚合物或混合物生產(chǎn)具有自支撐功能的非織造材料。

此外，Goswami說，因?yàn)樗x纖維種類的緣故，用紡織品生產(chǎn)的過濾產(chǎn)品往往質(zhì)量太輕，但這些問題都可以通過改進(jìn)過濾器的設(shè)計(jì)來解決。例如，可以通過將低重量纖維疊加生產(chǎn)具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的材料?！氨M管困難重重，但我們總能找到解決辦法?！彼f。

空氣凈化器

北卡羅萊納州立大學(xué)紡織學(xué)院紡織工程技術(shù)項(xiàng)目主任Warren Jasper教授說，目前市場上利用靜電吸附原理去除花粉、灰塵以及其他致敏物質(zhì)的家用空氣凈化器非常暢銷。有哮喘或?qū)櫸锕愤^敏的人非常有必要用凈化器將這些致敏顆粒去除，這也是它流行的原因。

Parker說，隨著生活質(zhì)量提高，人們越來越注重室內(nèi)空氣質(zhì)量，希望遠(yuǎn)離“大樓病綜合癥”，尤其在亞洲和歐洲，他相信這種趨勢也會(huì)在北美出現(xiàn)。大樓病綜合癥由糟糕的戶外空氣和難以改造安裝通風(fēng)系統(tǒng)的舊大樓造成，所以通常人們會(huì)購買室內(nèi)空氣凈化器。

空氣凈化市場的另一個(gè)趨勢是個(gè)人呼吸面罩變得越來越流行，Jasper說，尤其在亞洲銷量很好，人們會(huì)戴上它防止疾病傳播?，F(xiàn)在，生產(chǎn)商們正在努力將這種面罩設(shè)計(jì)得更加便于使用，佩戴更舒適。“要確保較好的過濾效果必須提高面罩的密封性，所以生產(chǎn)商們正試圖為客戶定制過濾產(chǎn)品，同時(shí)提高其舒適性，這樣才能確保它真正有效?！?/p>

“化工、金屬、食品加工企業(yè)所需的空氣凈化器必須更耐用，更高效。因?yàn)樗麄兊墓ぷ鳝h(huán)境中會(huì)產(chǎn)生更加細(xì)小的微粒，所以30年前我們使用的過濾材料已經(jīng)不夠用了，我們需要更加高效的材料?！盨co?ble說。

凈水器

對于飲用水的需求已經(jīng)擴(kuò)展到世界范圍，水資源循環(huán)利用已經(jīng)成為趨勢。優(yōu)質(zhì)的水循環(huán)處理，干凈的飲用水在發(fā)展中國家尤為重要，通過將飲用水過濾能夠防止疾病傳播，這是所有凈水器最首要的功能。

在水凈化領(lǐng)域還有一個(gè)趨勢，就是將能源開采如石油、天然氣開采過程中使用的水資源進(jìn)行循環(huán)利用?！霸陂_采過程中需要泵入大量的水將這些能源取出，”Paker說，“用水量巨大，但它們被污染得相當(dāng)嚴(yán)重，所以如何將這些水凈化還有很多工作可做?！?/p>

耐用型紡織過濾產(chǎn)品在污水處理方面非常高效，污水處理廠在運(yùn)行過程中可以連續(xù)作業(yè)，無需關(guān)閉系統(tǒng)。

展望未來

專家認(rèn)為紡織過濾材料在空氣和水過濾市場上還有巨大潛力可挖，越來越多的領(lǐng)域有待開發(fā)。盡管使用納米纖維進(jìn)行過濾方面還有許多難題沒有克服，智能織物的潛力巨大?！叭绻豢钪悄芸椢锬軌蛱嵝涯阒車嬖谟泻瘜W(xué)物質(zhì)或環(huán)境溫度過高，這種織物一定具有巨大的開發(fā)價(jià)值?！盨coble說。

在北卡羅來納州立大學(xué)，Jasper正在研究紡織過濾材料的新用途，在紡織過濾材料中嵌入可以產(chǎn)生高電壓的電極，產(chǎn)生的電壓可以消滅捕獲的細(xì)菌和病毒為過濾材料表面消毒。同時(shí)，為過濾材料表面通電可以提高吸附效率，降低壓力下降速率?！拔覀冊谶@一領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些令人鼓舞的成績，但還有許多工作需要開展?！盝asper說。

感謝所有新產(chǎn)品和新趨勢，我們堅(jiān)信，紡織品過濾材料在空氣和水凈化方面有一席之地，并且存在著巨大市場有待開發(fā)。