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第 6 期 余 雨，等: 滤布材质及微观结构与透水性能的关系 ·1205·

1.3 实验仪器 实验进行 3 次，取其平均值，将前进接触角代替杨氏
MM400 型用球磨机，德国 Retsch 公司；Nicolet 接触角进行纤维表面自由能的计算，如式（8）所示：
Avatar 370 型傅里叶变换红外光谱仪，美国 Thermo 1 1
   1 cos  2( DD 2  )  2( P P 2  ) （8）
Scientific 公司；SU 8010 扫描电子显微镜，日本 Hitachi L S L S L
公司；DCAT 21 表面张力仪，美国 Dataphysics 公司。 式中：γ L 为液体表面张力，N/m；θ 液体在固体表面
P
D
1.4 滤布泡点孔径测试 的接触角，°；  、  分别为固体的色散分量和极
S
S
P
D
2
根据《机织过滤布泡点孔径的测定》标准 [10] 建 性分量，J/m ； 、 分别为液体的色散分量和极
L
L
2
立泡点孔径装置，如图 1 所示。测试机织滤布的沸 性分量，J/m 。
腾泡点孔径和最大泡点孔径，实验装置采用标准机
织滤布试样进行校准，误差范围<10%。测试水样为 2 结果与讨论
超纯水，在常压下测定 3 次，取产生第 1~5 串气泡
2.1 机织滤布材质对过水性能的影响
时计算的孔径为最大泡点孔径，水面呈沸腾状态时
在实际生产应用中，由于不同材质官能团、化
的孔径为沸腾泡点孔径，每组实验重复 5 次，取平
学键的不同，会导致其物理、化学性质明显不同，
均值，并用误差棒表示实验误差。 为探究机织滤布材质的化学组成、加工过程中是否

有添加物，对 1~3 号滤布样品进行 FTIR 分析，结
果见图 3。将图 3 与标准红外光谱图谱进行比对分
–1
析，1 号滤布为等规聚丙烯，在 1250~830 cm 区域
出现了一系列尖锐中等强度的吸收带，与分子链的
螺旋状态有关，无规聚丙烯没有这些吸收峰 [13] 。2
号滤布 FTIR 图与聚碳酸酯标准图谱能较好的对应，
在 1720 cm –1 处可检测到 C==O 伸缩振动峰，
–1
–1
1342 cm 处有—C(CH 3 ) 2 弯曲振动峰，1093 cm 处

为对位取代苯环==CH 2 内变形振动峰。3 号滤布在
图 1 泡点孔径测试装置示意图 –1 –1
Fig. 1 Schematic image of bubble point aperture testing 3084 cm 处能检测到—NH 伸缩振动峰，1653 cm
device 处为—CO—NH—弯曲振动峰，与聚酰胺 66 标准图
谱有较好的对应峰。通过红外检测结果可知，编号
1.5 滤布过水通量测试装置
根据《机织过滤布透水性的测定》 [11] 标准建立 1~3 的滤布在生产过程中未添加改性剂等物质，滤
布表现出的性质与材质自身的官能团、高分子链段
过水通量装置，测试机织滤布的最大过水通量，如
等结构相关。
图 2 所示。测试水样为超纯水，进行 5 次平行实验，
取平均值，并用误差棒表示实验误差。

图 2 过水通量测试装置示意图
Fig. 2 Schematic image of water flux measurement device

1.6 材质亲水性测试
接触角、滚动角、表面能测定：每个滤布取 6
根纤维丝，采用吊片法 [12] 在表面张力仪测定其在超纯
水、乙二醇液体中的前进角、后退角、接触角，每组