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Tipos y propiedades de material de filtro de fibra de vidrio

¿Qué es el material de filtro de fibra de vidrio? El material de filtro de fibra de vidrio se refiere a materiales de filtro hechos de fibra de vidrio, utilizados para purificar partículas finas en el aire o filtrar impurezas en líquidos como agua y aceite. Los materiales de filtro de fibra de vidrio comunes incluyen papel de filtro primario, medio y de alta eficiencia de fibra de vidrio, tela de filtro tejida de fibra de vidrio, tela no tejida de fibra de vidrio y lana de vidrio. Son ampliamente utilizados en sistemas del retiro de polvo, sistemas de la HVAC, y campos de la separación del petróleo-gas.

Materias primas para el material de filtro de fibra de vidrio

La fibra de vidrio está hecha de arena de cuarzo, piedra caliza, dolomita, parafina, etc., y se hila con ceniza de soda, ácido bórico, etc. Sus componentes principales son el dióxido de silicio y ciertos óxidos metálicos. Según la composición y el rendimiento, la fibra de vidrio se puede dividir en cuatro categorías: libre de álcalis, ácido medio, alto álcali y fibra de vidrio especial; Según la forma, se puede dividir en fibra de vidrio continua, fibra de vidrio picada y lana de vidrio. La fibra de vidrio presenta retardo de llama, resistencia a la corrosión, resistencia al calor, baja absorción de humedad, bajo alargamiento a la rotura, alta resistencia a la tracción, fragilidad, buen aislamiento térmico y estabilidad química, y buen aislamiento eléctrico.

Long glass fibers and short glass fibers

Proceso de producción de la fibra de vidrio

Los procesos de producción de fibra de vidrio incluyen el método de dibujo de crisol y el método de dibujo del horno de piscina, siendo el dibujo del horno de piscina el proceso principal.

Método de dibujo del horno de piscina: el talco y la piedra caliza se muelen en polvo y se mezclan en una cierta proporción. Utilizando gas natural y oxígeno como materias primas químicas y energía eléctrica como fuente de energía, se queman en un horno. La temperatura de combustión se controla entre 1000 °C y 1600 °C. Durante el proceso de combustión, el polvo mezclado de talco y piedra caliza se funde en un líquido, que fluye a través de una placa de fuga porosa de aleación de metales preciosos de platino-rodio (85:15) y se extrae a alta velocidad en fibras primarias de vidrio. Estas fibras se condensan con agua de refrigeración para formar fibra de vidrio. Después de aplicar un agente de encolado químico a la superficie de la fibra de vidrio, se seca, se empaqueta y se envía. La máquina de dibujo es una pieza clave del equipo en el proceso de formación de fibra de vidrio. Su función es estirar rápidamente el líquido de vidrio que fluye desde el buje y enrollar en una cierta dirección para formar. El rendimiento y la precisión de la máquina de estirado afectan directamente la calidad de las fibras.

Schematic diagram of the pool kiln drawing method production process

Características

Alta fuerza. La fibra de vidrio tiene una resistencia a la tracción y a la flexión muy alta, lo que le permite soportar fuerzas y cargas significativas en muchas aplicaciones.
Resistencia a altas temperaturas. La fibra de vidrio puede soportar entornos de alta temperatura, con un alto punto de fusión y resistencia al calor, lo que la hace adecuada para aplicaciones que requieren resistencia a altas temperaturas.
Resistencia a la corrosión. La fibra de vidrio tiene una excelente resistencia a la corrosión y puede soportar la erosión de medios ácidos y alcalinos y algunos productos químicos, lo que la hace ampliamente utilizada en campos como la ingeniería química y la protección del medio ambiente.
Resistencia al desgaste. La fibra de vidrio tiene una alta resistencia al desgaste y un buen rendimiento antidesgaste, lo que le permite mantener una larga vida útil en entornos de fricción y desgaste.
Ligero. En comparación con otros materiales, la fibra de vidrio es un material relativamente ligero con baja densidad, lo que le da una ventaja en aplicaciones donde se requiere un peso bajo.
Propiedades aislantes. La fibra de vidrio es un excelente material aislante con buenas propiedades de aislamiento eléctrico y térmico, y es ampliamente utilizado en equipos de potencia, dispositivos electrónicos y otros campos.

Tipos de material de filtro de fibra de vidrio

Clasificado por la forma de fibra de vidrio, se divide en papel de filtro de fibra de vidrio, tela de filtro tejida de fibra de vidrio y tela de filtro no tejida de fibra de vidrio. Entre ellos, el papel de filtro de fibra de vidrio se aplica principalmente mediante el proceso de colocación en húmedo, la tela de filtro tejida de fibra de vidrio se produce utilizando métodos de tejido, y la tela de filtro no tejida de fibra de vidrio (tela de filtro no tejida de fibra de vidrio) se fabrica principalmente mediante punzonado con agujas y procesos húmedos. Estrictamente hablando, el papel de filtro de fibra de vidrio pertenece a materiales de filtro no tejidos. Según la clasificación de los materiales de filtro de fibra de vidrio por uso, hay materiales de filtro de escape de fibra de vidrio, materiales de filtro de admisión de fibra de vidrio y materiales de filtro de líquido de fibra de vidrio.

Papel de filtro de fibra de vidrio

El papel de filtro de fibra de vidrio es una hoja delgada hecha de fibra de vidrio de diámetro fino. Tiene buena estabilidad dimensional, alta resistencia química, fuerte resistencia a la intemperie y buena no inflamabilidad. Puede estar hecho de fibra de vidrio 100% (con un diámetro de 0.3–0.5 μm o menos, compuesto principalmente de dióxido de silicio), ligeramente golpeado, con adhesivo agregado, o mezclado con un poco de pulpa de madera química, y formado en una máquina de papel Fourdrinier o cilindro.

La producción de papel de filtro de fibra de vidrio utiliza un proceso de colocación en húmedo, similar al proceso de producción de papel de filtro regular. La diferencia radica en el hecho de que el papel de filtro de fibra de vidrio se somete a una pulpa suave porque la fibra de vidrio es quebradiza. Las materias primas utilizadas son 100% fibra de vidrio ultrafina o una cierta proporción de fibras de pulpa de madera.

Various types of glass fiber filter paper stacked together

Tela tejida del filtro de la fibra de vidrio

La tela de filtro tejida de fibra de vidrio es un tipo de material de filtro hecho de hilo expandido de fibra de vidrio fiber de vidrio, que ofrece buena resistencia a altas temperaturas, estabilidad química y resistencia mecánica. La tela de filtro tejida de fibra de vidrio se usa comúnmente en equipos de purificación de gases de combustión, filtros de aire y filtros de líquidos para capturar partículas sólidas, polvo, humo y otros contaminantes, manteniendo así un ambiente limpio y procesos industriales eficientes. Las materias primas utilizadas para la tela de filtro tejida de fibra de vidrio incluyen cuatro tipos: fibra de vidrio libre de álcali (fibra larga), fibra de vidrio medio alcalino (fibra larga), hilo abultado de fibra de vidrio libre de álcali e hilo abultado de fibra de vidrio medio alcalino.

Tabla 1: Lista de materiales y propiedades
Material	Características de la temperatura	Permeabilidad al aire	Diámetro de fibra única
Fibra de vidrio Álcali-libre	Se puede usar a largo plazo a temperaturas de hasta 280 °C, con resistencia a la temperatura instantánea (dentro de 1 hora) hasta 350 °C 。	La permeabilidad al aire de los materiales de filtro de hilo expandido de fibra de vidrio es mayor que la de los materiales de filtro de fibra de vidrio continuo, con materiales de fieltro de aguja de fibra de vidrio que tienen la mayor permeabilidad al aire	La fibra de E-vidrio puede producir fibras con un solo diámetro de la fibra de 8–9 μm
Fibra de vidrio del Medio-álcali	La temperatura de funcionamiento de los materiales de filtro de fibra de vidrio medio-alcalino es solo 260 °C, con resistencia a la temperatura instantánea por debajo de 300 °C 。		--
Hilado ampliado fibra de vidrio Álcali-libre	Se puede utilizar a largo plazo a temperaturas de hasta 280 °C, con resistencia a la temperatura instantánea (dentro de 1 hora) hasta 350 °C.		--
Hilo expandido de fibra de vidrio de medio álcali	La temperatura de funcionamiento de los materiales de filtro de fibra de vidrio de álcali medio es de solo 260 °C, con resistencia a la temperatura instantánea por debajo de 300 °C.		--

Tabla 2: Varias fórmulas de tratamiento químico de superficie de tela de filtro tejido de vidrio
Nombre de fórmula	Composición Fórmula	Diseño Propósito	Aplicaciones	Color	Propiedades del material de filtro
FCA (fórmula anti-condensación)	Compuesto principalmente de repelente al agua y aceite de silicona	Diseñado para lugares de emisión de polvo con alto contenido de humedad y baja temperatura que son propensos a la condensación	Control de polvo para molinos de cemento, secadores, etc.	Amarillo	Excelente hidrofobicidad, buena resistencia a la flexión y abrasión
FQ	Basado principalmente en aceite de silicona reactivo	Proporcionar un mejor rendimiento de limpieza de polvo	Utilizado principalmente en los hornos rotatorios del cemento y la industria negra de carbón, etc.	Amarillo	Cierta hidrofobicidad, buena resistencia a la flexión y a la abrasión
165	Basado principalmente en grafito	Proporcionar una mejor relación costo-rendimiento	Utilizado principalmente en la industria del cemento, etc.	Negro	Cierta hidrofobicidad, resistencia a la flexión y a la abrasión
FS2 (fórmula de acero)	Basado principalmente en politetrafluoroetileno y aceite de silicona reactiva	Diseñado para la purificación de gas de alto horno en la industria del acero	Purificación de gas de alto horno	Amarillo	Cierta hidrofobicidad, buena resistencia a la flexión y a la abrasión
PSi	Compuesto principalmente de aceite de silicona, grafito y politetrafluoroetileno	Diseñado para aplicaciones con temperaturas de gases de combustión relativamente altas	Para los lugares de la emisión de polvo con altas temperaturas del humo en industrias como materiales de construcción	Negro	Buena resistencia a la temperatura, flexibilidad, resistencia a la flexión y a la abrasión
RH (fórmula resistente a los ácidos)	Compuesto principalmente de aceite de silicona, grafito, politetrafluoroetileno y componentes resistentes a los ácidos	Proporcionar buena resistencia a los ácidos	Utilizado principalmente en hornos de eje del cemento y la producción de 15.000 toneladas de negro de carbón	Negro	Buena hidrofobicidad, resistencia ácida, y resistencia flexural y de abrasión
TFB (fórmula de alta resistencia a la flexión)	Compuesto principalmente de politetrafluoroetileno	Proporcionar una excelente resistencia a la flexión y a la abrasión	Para la eliminación de polvo de gases de combustión a alta temperatura en industrias como cemento, negro de carbón e incineración de residuos	Amarillo	Buena resistencia flexural y de abrasión, propiedades hidrofóbicas, y vida de servicio larga, con un poco de resistencia ácida
AR (fórmula de alta resistencia a los ácidos)	Compuesto principalmente de aceite de silicona, grafito, politetrafluoroetileno y componentes resistentes a los ácidos	Proporcionar una excelente resistencia a los ácidos	Eliminación del polvo de los gases de combustión de la atmósfera ácida en calderas de carbón e incineradores de residuos	Negro	Excelente hidrofobicidad, resistencia a los ácidos y buena resistencia a la flexión y abrasión.
YM (fórmula de la caldera de carbón)	Compuesto principalmente de aceite de silicona, grafito, politetrafluoroetileno y componentes resistentes a los ácidos	Diseñado específicamente para calderas de carbón	Eliminación de polvo del gas de combustión de la caldera de carbón	Negro	Excelente hidrofobicidad, resistencia a los ácidos, buena resistencia a la flexión y a la abrasión.
B1	Compuesto principalmente de aceite de silicona y politetrafluoroetileno	Diseñado para la industria del negro de carbono	Eliminación de polvo de pulso en la industria del negro de carbón	Amarillo	Con una estructura de tres microporos, baja resistencia a la filtración y una eficiencia de eliminación de polvo de hasta 99,9%. La velocidad de filtración es aproximadamente el doble que la de los materiales ordinarios de filtro de tela.
St.		Diseñado para la industria siderúrgica	Purificación de gas de alto horno	Amarillo
Che		Diseñado para la industria química	Separación gas-sólido en la industria química	Amarillo
JF (fórmula material de filtro entretejido)	Compuesto principalmente de repelente al agua y aceite de silicona	Diseñado específicamente para materiales de filtro entrelazados de fibra de vidrio	Control de polvo para molinos de cemento, secadores, etc.	Amarillo	Además de las propiedades anti-condensación de FCA, tiene una mejor resistencia a la flexión
F2 (fórmula impermeable y a prueba de aceite)	Compuesto principalmente de componentes impermeables y a prueba de aceite	Diseñado para proporcionar un rendimiento impermeable y a prueba de aceite para materiales de filtro de poliéster	Metalurgia, materiales de construcción, etc.	Blanco	Excelente rendimiento impermeable y a prueba de aceite

Proceso de tejido de tela de filtro tejida de fibra de vidrio

Tejido liso

El tejido tain se forma entrelazando hilos, teniendo cada hilo un hilo por encima y uno por debajo. El tejido liso tiene buena estabilidad de la tela.

Tejido de sarga

El tejido de trama implica dos o más hilos de relleno entrelazados alternativamente. Se caracteriza por flexibilidad, suavidad y resistencia, pero tiene una estabilidad relativamente pobre.

Tejido acanalado

El tejido acanalado bloquea los hilos cruzando dos o más hilos de urdimbre con uno o más hilos de trama.

Tejido de satén de 4 ejes

El tejido satinado de 4 ejes se adapta más fácilmente a las superficies curvas típicas en plásticos reforzados.

Tejido satinado de 8 ejes

El tejido satinado de 8 ejes implica un hilo de trama que flota sobre siete hilos de urdimbre y debajo de un hilo de urdimbre. Este tejido es muy flexible y se utiliza para formar superficies curvas.

Tejido de sarga doble

Doble tejido de la trama se utiliza en situaciones que requieren de alta densidad de tejido apretado. La característica del tejido de doble tela cruzada son las líneas diagonales o inclinadas.

Tela no tejida de la fibra de vidrio

La tela de filtro no tejida de fibra de vidrio (tela no tejida) es un material de filtro hecho de fibra de vidrio a través de un proceso no tejido. El proceso no tejido une las fibras a través de métodos tales como tendido en húmedo, punzonado con aguja y soplado por fusión, a diferencia de los procesos de tejido tradicionales que entrelazan fibras. La tela de filtro no tejida de fibra de vidrio generalmente tiene ventajas tales como alta resistencia, resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión química, lo que la hace adecuada para trabajos de filtración en entornos hostiles como alta temperatura, alta humedad y gases corrosivos. Es ampliamente utilizado en campos industriales tales como filtros de aire, filtros líquidos, filtros automotrices, etc.

Glass fiber non-woven filter cloth on a white background

Tabla 3: Tabla de materiales
Artículo	Tipo de material
Material principal	Fibra de vidrio Álcali-libre
Material principal	Fibra de vidrio del Medio-álcali
Material compuesto	Poliimida (P84), Sulfuro de polifenileno (PPS), Metas, Poliamida-imida, Politetrafluoroetileno (PTFE), etc.
Revestimiento	Película de politetrafluoroetileno microporosa expandida (ePTFE)