① 填料在工業運用中的類型及特點
填料的作用是為氣、液兩相提供充分的接觸面,並為提高其湍動程度(主要是氣相)創造條件,以利於傳質(包括傳熱)。它們應能使氣、液接觸面大、傳質系數高,同時通量大而阻力小,所以要求填料層空隙率高、比表面積大、表面濕潤性能好,並在結構上還要有利於兩相密切接觸,促進喘流。製造材料又要對所處理的物料有耐腐蝕性,並具有一定的機械強度,使填料層底部不致因受壓而碎裂、變形常用的塔填料可分為兩大類:散裝填料與規整填料。
a.散裝填料
散裝填料有中空的環形填料,表面敞開的鞍形填料等。常用的構造材料包括陶瓷、金屬、玻璃、石墨等。幾種主要散裝填料的特點如下。
(1)拉西環拉西環為高與直徑相等的圓環,常用的直徑為25~75mm(亦有小至6mm,大至150mm的,但少用),陶瓷環壁厚2.5~9.5mm,金屬環壁厚0.8~1.6mm。填料多亂堆在塔內,直徑大的亦可整砌,以降低阻力及減少液體流向塔壁的趨勢。拉西環結構簡單,但與其他填料相比,氣體通過能力低,阻力也大,液體到達環內部比較困難,因而濕潤不易充分,傳質效果差,故近年來使用較少。
在拉西環內部空間的直徑位置上加一隔板,即成為列辛環;環內加螺旋形隔板則成為螺旋環。隔板有提高填料能力與增大表面的作用。
(2)弧鞍
弧鞍又稱貝爾鞍(Berl saddle),是出現較早的鞍形填料,形如馬鞍,大小自25mm至50mm的較常用。弧鞍的表面不分內外,全部敞開,流體在兩側表面分布同樣均勻。它的另一特點是堆放在塔內時,對塔壁側壓力比環形填料小。但由於兩側表面構形相同,堆放時填料容易疊合,因而減少暴露的表面,最近已漸為構形改善了的矩鞍填料所代替。弧鞍填料多用陶瓷製造。
(3)矩鞍
矩鞍兩側表面不能疊合,且較耐壓力,構形簡單,加工比弧鞍方便,多用陶瓷製造。在以陶瓷為材料的填料中,此種填料的水力性能與傳質性能都比較優越。
以上各種散裝填料的壁上不開孔或槽,多用陶瓷製成。此外,又有在壁上開孔或槽的,多用金屬或塑料製成。後者的性能比前者的提高很多,因此被稱為「高效」填料。常見的散裝開孔填料有下列幾種
(4)鮑爾環(Pall ring)
鮑爾環的構造,相當於在金屬拉西環的壁面上開一排或兩排正方形或長方形孔,開孔時只斷開四條邊中的三條邊,另一邊保留,使原來的金屬材料片呈舌狀彎入環內,這些舌片在環內幾乎對接起來。填料的空隙率與比表面並未因而增加。但堆成層後氣、液流動通暢,有利於氣、液流動通暢,有利於氣、液進入環內。因此,鮑爾環比拉西環氣體通過能力與體積傳質系數都有顯著提高,阻力也減少。鮑爾環還可用塑料製造。
(5)階梯環(Cascade miniring)
階梯環是一端有喇叭口的開孔環形填料,環高與直徑之比略小於1,環內有筋,起加固與增大接觸面的作用,喇叭口能防止填料凍死靠緊,使空隙率提高,並使表面更易暴露。製造材料多為金屬或塑料。
(6)金屬鞍環
用金屬作的矩鞍,並在鞍的背部沖出兩條狹帶,彎成環形筋,筋上又沖出四個小爪彎入環內。它在構形上是鞍與環的結合,又兼有鞍形填料液體分布均勻和開孔環形填料氣體通量大、阻力小的優點,故稱鞍環為環矩鞍。
b.規整填料
規整填料不同散裝填料,在於它具有成塊的規整結構,可在塔內逐層疊放。最早出現的規整填料是由機木板條排列成的柵板,後來也有用金屬條或塑料板條做的。柵板填料氣流阻力小,傳質效果卻比較差,現已不大用於氣液傳質設備,但在涼水塔中仍有使用。20世紀60年代以後開發出來的絲網波紋填料和板波紋填料,是目前使用比較廣泛的規整填料。現將它們的構形和特點分述如下:
(1)絲網波紋填料
將金屬絲網切成寬50~100mm的矩形條,並壓出波紋,波紋與長邊的斜角為30°,45°或60°,網條上打出小孔以利氣體穿過。然後將若干網條並排成較塔內截面略小的一圓盤,盤高與條寬相等,許多盤在塔內疊成所需的高度。若塔徑大,則將一盤分成幾份,安裝時再並合。一盤之內,左右相鄰兩盤的網條又互成90°交叉。
這種結構的優點是:
1)各片排列整齊而峰谷之間空隙大,氣流阻力小;
2)波紋間通道的方向頻繁改變,氣流滑動加劇
3)片與片之間以及盤與盤之間網條交錯,促使液體不斷再分布;
4)絲網細密,液體可在網面形成穩定薄膜,即使液體噴淋密度小,也易於達到完全潤濕。
上述特點使這種填料層的通量大,在大直徑塔內使用也沒有液體分布不勻及填料表面潤濕不良的缺點。
絲網波紋填料的缺點:
1)造價高;
2)裝砌要求高,塔身安裝的垂直度要求嚴格,盤與塔壁間的縫隙要堵實;
3)填料內部通道狹窄,易被堵塞且不易清洗。然而,由於其傳質效率很高且阻力很小,在精密精餾和真空精餾中使用很合適。開始時,多用於直徑比較小的塔,現可用於直徑達幾米的塔,使用領域也不再局限於蒸餾。
(2)板波填料
為了克服絲網波紋填料價格高及安裝要求高的缺點,將絲網條改為板條,填料的構形相同,構造材料除金屬外,還可用塑料。板波填料的傳質性能雖低於絲網波紋填料,但仍屬高效填料之列。
② 化工填料的具體用途有哪些
具體用途
(1)瓷球:用於各種填料塔中起覆蓋、支撐、過濾及催化劑載體作用;空分裝置蓄熱填料;高耐磨研磨介質。瓷球包括:惰性瓷球、開孔瓷球、微孔瓷球、活性瓷球、蓄熱瓷球、研磨瓷球。
(2) 化工填料:用於煉油、冶金、煤氣、制氧等行業的乾燥塔、吸收塔、冷卻塔、洗滌塔、再生塔中起支撐、覆蓋、過濾作用,化工填料分為陶瓷、塑料、金屬材質堆散和規整填料。
(3) 陶瓷填料:具有優異的耐酸耐熱性能,能耐除氫氟酸以外的各種無機酸、有機酸及有機溶劑的腐蝕,可在各種高、低溫場合使用,應用范圍十分廣泛。陶瓷填料可用於化工、冶金、煤氣、制氧等行業的乾燥塔、吸收塔、冷卻塔、洗滌塔、精餾塔、常壓塔、合成塔、催化塔、再生塔等。陶瓷填料分為陶瓷散堆填料(拉西環、鮑爾環、階梯環、十字環、矩鞍環、異鞍環、共軛環、海爾環、花環、多面空心球、覆蓋球、三Y環、連環、扁環等)和陶瓷波紋規整填料。
(4)塑料填料具有重量輕、耐熱、耐化學腐蝕等特點,包括PP、PE、RPP、PVC、CPVC、PVDF等材料製成的塔填料,塑料填料具有空隙率大、壓降和傳質單元高度低、泛點高、汽液接觸充分、傳質效率高等特點。在各種介質中的使用溫度為60-280℃,塑料填料廣泛用於石油、化工、氯鹼、煤氣、環保等待業的填料塔中。塑料填料分為塑料散堆填料(多面空心球、花環、海爾環、階梯環、鮑爾環、矩鞍環、異鞍環、共軛環、扁環、拉西環、雪花環、六棱形環、旋轉環、五角環、錐形環、網環、十字球形環、浮球、液面覆蓋球、菱形覆蓋球等)和塑料規整填料。
(5) 金屬填料以碳鋼、不銹鋼及組合金等材料製成的塔填料。金屬填料具有壁薄、耐冷熱、空隙率大、通量大,壓降低、阻力小、分離效果好、壽命長等優點,雖說一次性投資稍大,但能充分發揮設備的潛在力。金屬填料適用於真空精餾塔,處理過敏性、易分解、易緊合、易結碳的物料。金屬填料廣泛用於石化、化肥、化工、環保等行業的填料塔中。金屬填料分為金屬散堆填料(鮑爾環、矩鞍環、階梯環、共軛環、八四內弧環、扁環等)和金屬規整填料(金屬絲網波紋填料、金屬孔板波紋填料、壓延刺孔板波紋填料、金屬網板波紋填料、HT半管式規整填料)
③ 橡膠工業所使用的無機填料主要有哪些,其性質、作用如何
橡膠填料的分類特性及選用方法!
填料是橡膠工業的主要原料之一,屬粉體材料。填料用量相當大,幾乎與橡膠本身用量相當。含有填料的橡膠是一種多相材料。填料能賦與橡膠許多寶貴的性能。例如,大幅度提高橡膠的力學性能,使橡膠具有磁性、導電性、阻燃性、彩色等特殊的性能,使橡膠具有好的加工性能,降低成本等作用。
何謂補強與填充?
補強:在橡膠中加入一種物質後,使硫化膠的耐磨性、抗撕裂強度、拉伸強度、模量、抗溶脹性等性能獲得較大提高的行為。凡具有這種作用的物質稱為補強劑。
填充:在橡膠中加入一種物質後,能夠提高橡膠的體積,降低橡膠製品的成本,改善加工工藝性能,而又不明顯影響橡膠製品性能的行為。凡具有這種能力的物質稱之為填充劑。最常用的填充劑主要是無機填料。如陶土、碳酸鈣、滑石粉、硅鋁炭黑等。
炭黑是橡膠工業中最重要的補強性填料。可以毫不誇張地說,沒有炭黑工業便沒有現代蓬勃發展的橡膠工業。炭黑耗量約占橡膠耗量的一半。
當然,對某一種填料往往是兩種作用兼有,其中一種作用為主,例如陶土加到SBR中,主要是填充作用,但也有一定的補強作用。
許多無機填料主要來源於礦物,價格較低,它們的應用范圍也越來越廣泛。在橡膠工業中它們的用量幾乎達到了與炭黑相當的程度。特別是近來無機填料表面改性技術的研究與應用,使無機填料的應用領域更加廣泛。
橡膠工業習慣把補強作用的炭黑等稱為補強劑,把基本無補強作用的無機填料稱為填充劑,這是按作用分類。填料按不同方法分類如下:
選用填料的方法
根據上述三個原則,首先選大類。例如先要決定用粉體填料還是用短纖維;用黑色的還是用淺色的;用一般的還是用特殊性能的等。
接下來選品種。例如在紅色天然橡膠內胎中選用填充劑,因為要做成紅色的,所以選用白色填料,價格便宜的CaCO3較好。因為內胎強伸性能不能太低,特別要求氣密性.故不能用太粗的,應選用輕質的CaCO3 。
填料性能特點舉例
1、補強性填料:比表面積大的炭黑及白炭黑是補強性的,例如N110、N121、N231、N234、N347、N356、M358、N375、VN3等。
半補強的填料:有N539、N630、N683、N787等。
2、降低成本的填料:有天然礦物或由廢渣加工而得的填料,如陶土、碳酸鈣、硅鋁炭黑、粉煤灰等。
碳酸鈣的分類方法
一種是重鈣
機械粉碎碳酸鈣礦物(大理石、石灰石、貝殼等)的方法生產的重質碳酸鈣。這種碳酸鈣一般粒徑較大,平均在44μm以下.粒徑分布寬,粒子形狀不規則。
另一種是輕鈣
用化學方法生產的輕質碳酸鈣。因為具體的製法是向石灰乳中通CO2生成碳酸鈣沉澱.故也叫沉澱法碳酸鈣。這種碳酸鈣粒徑小,平均粒徑在數微米以下,粒徑分布較重質的窄。
3、特殊功能的填料:阻燃的有Sb2O3、A1(OH)3,Mg(OH)2、MoO3、Fe2O3等;導電的有乙炔炭黑、N472、N293等導電炭黑以及金屬粉等;提高耐熱的有ZnO、Fe2O3等;增白最好用TiO2,還可以用BaSO4、硅石灰等;透明性最好的是MgCO3、ZnCO3和透明白炭黑等。
④ 塗料中常用的填料有哪些
三青漆告訴你塗料中常用的填料類型有哪些?
塗料中常用的填料有碳酸鈣(重鈣、輕鈣)、重晶石粉(硫酸鋇)、滑石粉、高嶺土(瓷土地)、多孔粉石英(二氧化硅)、白碳黑、沉澱硫酸鋇、雲母粉、硅灰石、膨潤土等。
1)碳酸鈣
碳酸鈣是塗料用最主要的填料(體質顏料)
塗料用碳酸鈣的分類
按特性分類 塗料用碳酸鈣按特性主要分輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣。輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣。輕質碳酸鈣(沉澱碳酸鈣)分普通沉澱碳酸鈣、微細碳酸鈣、超細碳酸鈣、活性碳酸鈣;重質碳酸鈣(天然產品)分重質碳酸鈣、重質微細碳酸鈣、重質活性碳酸鈣。
按結晶形態分類 沉澱碳酸鈣改變工藝、控制結晶,可以得到立方晶系、針狀結晶、紡錘形結晶、鏈狀結晶等微細碳酸鈣晶體。
按晶體顆粒大小分類 沉澱碳酸鈣按晶體大小可以分為:微粒碳酸鈣(平均粒徑44~60um);中粒碳酸鈣(平均粒徑15~44um);微細碳酸鈣(平均粒徑1~15um);超細碳酸鈣(0.1~1um);超微碳酸鈣(<0.1um)。
重質碳酸鈣產品按粉末細度粒級分為單飛粉(細度粒級200目)、雙飛粉(細度粒級325目)和四飛粉(細度粒級400目);超細碳酸鈣(細度粒級1250目)。
碳酸鈣在塗料中的應用
碳酸鈣是塗料生產中重要的填充劑。碳酸鈣在漆膜中起骨架和底材(鋼板、木質)的填平作用,增強漆膜沉積性和滲透性。尤其用於金屬防銹底漆中,它與金屬表面形成氫鍵,增加其漆膜附著力,並可吸收氫離子以阻止金屬形成微電池的腐蝕傾向。另外,碳酸鈣的面朝候性好,具有耐磨損、低電解液含量、PH值穩定效應、可提高耐腐蝕性能和塗料的流變性等。粗級別碳酸鈣限用於膩子、填孔化合物、金屬的底漆及其他產物,它們需要高顏料量、流動性及粗的表面;中等粒級的碳酸鈣用在建築塗料及室內無光或半光漆上;細粒級的碳酸鈣主要是沉澱碳酸鈣,用於印刷油墨。
重鈣可用於各種內用、外用塗料中,最適宜在水性塗料中應用,由於耐酸性差,妨礙了它在外用塗料中的應用。在一般塗料中,重鈣的加入量為10%~35%,在各種浮雕化塗料中含量高達50%。
塗料工業採用重鈣除用於增量外,主要用於部分取代鈦白分(一般為10%~20%,量大時為30%)和彩色顏料,取代輕鈣和沉澱硫酸鋇,防腐蝕以及部分取代防銹顏料。
重鈣用於室內建築漆時,可單獨使用或滑石粉並用。與滑石粉相比,碳酸鈣可降低粉化速率,改善淺色漆的保色性和增加抗黴菌性。
和重鈣相比,輕鈣具有小的粒徑和窄的粒徑分布范圍、高的吸油量和亮度,輕鈣可用在需求最大消光效果的地方。在半光、無光油漆和無光乳膠漆中較普遍將輕鈣和重鈣混合使用。
2)滑石粉
滑石粉是溶劑型塗料中一種通用型填料,由於更細粒級別的滑石粉問世,使它進入了水性系統。目前在各種底漆、中間塗料、路標漆、工業塗料以及內外用建築塗料中應用。由於滑石粉質地柔軟和磨蝕性低,有良好的懸浮性和分散性,因而在我國塗料工業消費滑石粉填料的比重較大。
片狀結構的滑石粉具有優良的塗刷性、塗膜的流動性和平滑性、耐水性及磁漆珠不滲入性,主要用於底漆和中間塗料。纖維狀滑石粉吸油量更高些,並且具有良好的流變性,可改善塗料的諸多性能,如防儲存時沉降和塗刷時流掛、改進施工性能等。
塗料工業用滑石粉有許多級別的產品,如普通粒度的滑石粉(-325目)、微細級(-20um和-10um)滑石粉、超細微級滑石粉(-5um)、化學預處理的滑石粉等,分別適用於各種特定的用途和目的。
較粗粒級的滑石粉用於某些需要粗糙的漆膜中,如內牆底漆中間層和斑紋漆;超細級滑石粉用在控制半光磁漆的光澤、稠度和流掛;微細級和超微細級滑石粉除了能改進塗膜性能外,還具有空間位隔能力,可部分取代TiO2等顏料;化學預處理的滑石粉也可取代TiO2顏料。
滑石粉的一個缺點是吸油量偏高,因此在需要低吸油量的場合,它必須與吸油量低的填料和重晶石粉配合。另外,滑石粉的耐磨性不高,在需要高耐磨性的場合,要加入其他的填料加以彌補。含有其他非金屬礦物的滑石粉,因雜質礦物易與酸(如酸雨)反應,故不適合於要求高耐候性的外用塗料中。工業滑石粉因含有有色雜質而白度下降,因而對填料明度要求很高的場合,一般不用滑石粉作填料。滑石粉具有消光性,故它一般不用於高光澤塗料中。
3)高嶺土
高嶺土是國外塗料工業廣泛採用的填料之一。以美國用量為最大,近年為30萬噸/年左右,其中煅燒高嶺土為10萬噸/年以上。
常見用於塗料的高嶺土包括超細高嶺土、煅燒高嶺土、活性高嶺土(經表面改性處理)等。高嶺土可用於各種塗料中,但以水性建築塗料為主,特別是內用乳膠漆,由於高嶺土在水基性塗料中具有較好的遮蓋力,從而能部分替代鈦白分顏料。超細高嶺土可部分替代鈦白分,約代用鈦白分量的10%左右,可降低漆的成本,而對漆的光澤、遮蓋力,儲存穩定性影響不大。煅燒高嶺土折射率由原來1.56提高到1.62,彌補了原遮蓋力和白度的不足。另外煅燒高嶺土能提高塗料的不透明性和塗膜的牢固性,比未煅燒土更具有耐洗刷性和抗粉化性。煅燒高嶺土代替部分鈦白分在公路標線漆、粉末塗料、建築外用乳膠漆等得到了一定應用。在外牆塗料中超細高嶺土和煅燒高嶺土可代替15%~20%的鈦白分。在溶劑稀釋漆中某些高嶺土表現出較差的懸浮性,但經表面改性處理過的煅燒高嶺土可克服這些缺點。
4)二氧化硅
多孔粉石英(主要成份SiO2)
多孔粉石英屬於一種火山灰沉積岩。該產品自然粒徑細(0.5μm左右),顆粒分布均勻,比表面積大(8.3m2/g),外形結構近似球型無稜角狀。以電子顯微鏡圖象看,其表面全是納米級的介孔,平均孔徑約為8.8nm(納米)。
多孔粉石英錶面含有一定數量的羥基(-OH)-硅醇。作為極性官能團,用於粉末塗料中有助於提高產品的附著力和粘結性。另一方面,由於羥基的存在,更容易通過偶聯劑表面處理,增加其交聯、補強的作用,增加產品的物理力學性能又可提高塗膜的拉伸強度。
多孔粉石英中含有Zro2,二氧化鋯性質穩定,硬度高,加上多孔粉石英的多孔結構使得塗料有較好的硬度表現,和抗沖擊的性能。
多孔粉石英屬於二氧化硅體系一種,使用的安全性被認可,已廣泛用於粉末塗料、建築外牆塗料,厚質拉毛塗料、防火塗料、防水塗料、環保塗料、防腐塗料等,廉價的多孔粉石英可以降低粉末塗料的成本,同時替代硫酸鋇以減少產品中可溶性鋇的含量,達到環保要求。
天然多孔粉石英在塗料中主要起增量和半補強作用,可用於各種塗料和建築塗料,特別是底漆和中間塗料,細粒晶體SiO2在環氧和聚酚粉末塗料中可取代高達50%的TiO2。
天然多孔粉石英由於它是多孔、高孔隙率的結構,具有各種不同的粒子形狀和結構特徵,再加有有極好的吸油量(19~25g/100g),不規則的結構和吸油量的結合產生非常好的消光效果、高的增稠能力和好的顏料懸浮性,塗料中用它作為消光劑。主要用於平光乳膠漆和清漆、底漆及某些混凝土塗料中,它還在塗料中作增加遮蓋性顏料遮蓋力的填料。
白炭黑(或稱輕質二氧化硅)由於比表面積大,熱穩定性好可防止顏料沉澱,尤其在乳膠漆中使用,調整漆的有效黏度,改善漆膜流掛並起消光作用,對漆膜耐熱穩定性好。
氣相二氧化硅是一種多功能體質顏料,又是性能優良的塗料流變控制劑。在液體塗料中,它的流變控制功能包括:增稠、觸變、防流掛、覆蓋邊緣;在固體粉末塗料體系中,增進粉末的自由流動,防止結塊和流體化。
5)硫酸鋇
用作塗料體質顏料的硫酸鋇有天然和合成兩種,天然產品稱重晶石粉,合成產品稱沉澱硫酸鋇。
硫酸鋇外觀為緻密的白色粉末,是惰性物質,密度為4.5g/cm3,在體質顏料中最重,化學性質穩定,幾乎不溶於水、乙醇和酸,在熱硫酸中能溶,耐鹼、耐光。雜質含量少的呈玻璃光澤,解理面呈珍珠光澤。重晶石粉的吸油量極低(6g/100g)。沉澱硫酸鋇擁有優越的顏色及細的粒子。
重晶石粉填料主要用於要求高塗膜強度、高填充力和高化學惰性的工業底漆和汽車中間塗料,也用於需要較高光澤的面漆中。在乳膠漆中,由於重晶石折射率高(1.637),微細重晶石粉可具有半透明性白色顏料的功能,可在塗料中取代部分鈦白分。
6)硅灰石
硅灰石主要成分為偏硅酸鈣(CaSiO3),具有似針狀結構,且有好的亮度、折射率(1.62)和相對低的吸油量(20~26g/100g)。
硅灰石在塗料中可作為體質顏料和代替部分白色顏料,起遮蓋、增量作用,降低漆的成本。使白漆保持長久明亮的色調。
針狀結構的硅灰石(長徑比為10:1 ~20:1),在塗料中可起平光劑的作用,改進塗膜機械強度,有時在增強性塗料中代替有害的石棉。塗料中一般多用較細粒級(如325目)和微細級(10um)硅灰石粉,因為有利於塗料遮蓋力的發揮。可用於油性建築塗料、吸聲(隔聲)塗料、路標漆、聚乙酸乙烯乳膠漆等。表面處理的硅灰石可用於工業醇酸、環氧等防腐蝕塗料中,提高金屬底漆的防腐蝕性,並部分取代活性防銹顏料。
7)雲母粉
塗料中主要應用白雲母,也可少量應用金雲母。主要利用它的高徑厚比的片狀結構、良好的耐熱性、耐候性、透明性、耐化學性、紫外屏蔽性等性能,在防腐蝕塗料、功能性塗料中作填料。在塗料配方中主要用於一些特種油性和水性塗料,其加量從工業塗料的大約20%到浮雕花紋建築塗料大約40%不等。
濕磨雲母粉的一個重要應用領域,是用作鈦珠光顏料的載體原料。塗料、油墨、塑料等行業都需要不同規格系列的雲母鈦珠光顏料。
8)石墨
天然石墨因具有片狀結構和良好的遮蓋率,可用於鋼結構維護塗料中;它的良好導電性和黑顏色,使它可用於電子計算機電屏蔽塗料中,這種塗料可含高達75%的石墨。另一種用途是防靜電地板塗料。它可用於耐熱塗料、底漆、封閉塗料以及耐水塗料,由於耐光性好,可用於汽車油漆中,作為一種效應顏料。
⑤ 填料的填料的種類
填料的種類很多,鋁粉、鋅粉銅粉、銀粉等金屬粉末可用作導電填料。水泥、粉煤灰等也可用作填料。木粉、澱粉等植物性粉末也可用作填料。氟化鈣可少量用於聚氨酯膠黏劑和密封膠體系;兼具二氧化碳吸收劑的作用。
一般來說,微細的粉末填料或改性的微細填料,以及纖維狀、片狀填料,少量使用可提高其整體性能,.例如對彈性聚合物(如橡膠、聚氨酯彈性體_)有· 定的補強作用,增加模量、強度、.耐磨性、耐熱性,改善其尺寸穩定性,對硬質製品也能適當提高強度、耐老化性。但使用量過大則使得物性降低,,並且填料摻量大時操作困難。填料有以下幾種:根據裝填方式的不同,可分為散裝填料和規整填料。 散裝填料是一個個具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體,一般以隨機的方式堆積在塔內,又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據結構特點不同,又可分為環形填料、鞍形填料、環鞍形填料及球形填料等。現介紹幾種較為典型的散裝填料:
拉西環鮑爾環階梯環弧鞍填料 矩鞍填料 金屬環矩鞍 填料球形填料 (1)拉西環填料於1914年由拉西(F. Rashching)發明,為外徑與高度相等的圓環。拉西環填料的氣液分布較差,傳質效率低,阻力大,通量小,工業上已較少應用。 規格
mm 比表面積
m/m 空隙率
m/m 個數
n/ m3 堆積重量
kg/ m3 干填料因子
m 15*15*0.5 350 0.92 248000 660 460 25*25*0.8 220 0.92 55000 640 290 35*35*1.0 150 0.93 19000 570 190 50*50*1.0 110 0.95 7000 430 130 76*76*1.6 68 0.95 1870 400 80 (2)鮑爾環填料是對拉西環的改進,在拉西環的側壁上開出兩排長方形的窗孔,被切開的環壁的一側仍與壁面相連,另一側向環內彎曲,形成內伸的舌葉,諸舌葉的側邊在環中心相搭。鮑爾環由於環壁開孔,大大提高了環內空間及環內表面的利用率,氣流阻力小,液體分布均勻。與拉西環相比,鮑爾環的氣體通量可增加50%以上,傳質效率提高30%左右。鮑爾環是一種應用較廣的填料。 型號 規格
mm 比表面積
m/m 空隙率
m/m 個數
n/ m3 堆積重量
kg/ m3 干填料因子
m Dg16 16*16*0.5 239 0.928 192500 346 299 Dg26 25*25*0.5 219 0.934 49000 414.2 269 Dg38 38*38*0.7 176 0.945 13400 312 253 Dg50 50*50*0.8 134 0.949 6800 311 131 Dg76 76*76*1.0 96 0.96 1980 216 72 (3) 階梯環填料是對鮑爾環的改進,與鮑爾環相比,階梯環高度減少了一半並在一端增加了一個錐形翻邊。由於高徑比減少,使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短,減少了氣體通過填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度,而且使填料之間由線接觸為主變成以點接觸為主,這樣不但增加了填料間的空隙,同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點,可以促進液膜的表面更新,有利於傳質效率的提高。階梯環的綜合性能優於鮑爾環,成為所使用的環形填料中最為優良的一種。 規格
mm 比表面積
m/m 空隙率
m/m 個數
n/ m3 堆積重量
kg/ m3 干填料因子
m 25*12.5*0.5 254 0.93 97160 383.5 273 38*19*0.8 154.3 0.94 31890 465.6 185.8 50*28*1 132.5 0.95 11600 323.9 127.4 (6) 金屬環矩鞍填料 環矩鞍填料(國外稱為Intalox)是兼顧環形和鞍形結構特點而設計出的一種新型填料,該填料一般以金屬材質製成,故又稱為金屬環矩鞍填料。環矩鞍填料將環形填料和鞍形填料兩者的優點集於一體,其綜合性能優於鮑爾環和階梯環,在散裝填料中應用較多。 填料尺寸
mm 比表面積
m/m 空隙率
m/m 個數
n/ m3 堆積重量
kg/ m3 Dg25*20*0.6 185 0.96 101160 119 Dg38*30*0.8 112 0.96 36600 365 Dg50*40*1 74.9 0.96 10400 291 Dg76*60*1.2 57.6 0.97 3320 244.7 (7) 球形填料一般採用塑料注塑而成,其結構有多種。球形填料的特點是球體為空心,可以允許氣體、液體從其內部通過。由於球體結構的對稱性,填料裝填密度均勻,不易產生空穴和架橋,所以氣液分散性能好。球形填料一般只適用於某些特定的場合,工程上應用較少。
除上述幾種較典型的散裝填料外,不斷有構型獨特的新型填料開發出來,如共軛環填料、海爾環填料、納特環填料等。工業上常用的散裝填料的特性數據可查有關手冊。 (1)格柵填料是以條狀單元體經一定規則組合而成的,具有多種結構形式。工業上應用最早的格柵填料為木格柵填料。應用較為普遍的有格里奇格柵填料、網孔格柵填料、蜂窩格柵填料等,其中以格里奇格柵填料最具代表性。
格柵填料的比表面積較低,主要用於要求壓降小、負荷大及防堵等場合。 (2)波紋填料在工業上應用的規整填料絕大部分為波紋填料,它是由許多波紋薄板組成的圓盤狀填料,波紋與塔軸的傾角有30°和45°兩種,組裝時相鄰兩波紋板反向靠疊。各盤填料垂直裝於塔內,相鄰的兩盤填料間交錯90°排列。
波紋填料按結構可分為網波紋填料和板波紋填料兩大類,其材質又有金屬、塑料和陶瓷等之分。
金屬絲網波紋填料是網波紋填料的主要形式,它是由金屬絲網製成的。金屬絲網波紋填料的壓降低,分離效率很高,特別適用於精密精餾及真空精餾裝置,為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。盡管其造價高,但因其性能優良仍得到了廣泛的應用。
金屬板波紋填料是板波紋填料的一種主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多f5mm左右的小孔,可起到粗分配板片上的液體、加強橫向混合的作用。波紋板片上軋成細小溝紋,可起到細分配板片上的液體、增強表面潤濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強度高,耐腐蝕性強,特別適用於大直徑塔及氣液負荷較大的場合。
金屬壓延孔板波紋填料是另一種有代表性的板波紋填料。它與金屬孔板波紋填料的主要區別在於板片表面不是沖壓孔,而是刺孔,用輾軋方式在板片上輾出很密的孔徑為0.4~0.5mm小刺孔。其分離能力類似於網波紋填料,但抗堵能力比網波紋填料強,並且價格便宜,應用較為廣泛。
波紋填料的優點是結構緊湊,阻力小,傳質效率高,處理能力大,比表面積大(常用的有125、150、250、350、500、700等幾種)。波紋填料的缺點是不適於處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料,且裝卸、清理困難,造價高。
(3)脈沖填料脈沖填料是由帶縮頸的中空稜柱形個體,按一定方式拼裝而成的一種規整填料。脈沖填料組裝後,會形成帶縮頸的多孔棱形通道,其縱面流道交替收縮和擴大,氣液兩相通過時產生強烈的湍動。在縮頸段,氣速最高,湍動劇烈,從而強化傳質。在擴大段,氣速減到最小,實現兩相的分離。流道收縮、擴大的交替重復,實現了「脈沖」傳質過程。
脈沖填料的特點是處理量大,壓降小,是真空精餾的理想填料。因其優良的液體分布性能使放大效應減少,故特別適用於大塔徑的場合。 塑性填料是經模具壓製成型的填料,使用時不需要像編結填料那樣切斷後盤成環狀,而且是根據軸頸大小製成環形。塑性填料有棉狀和積層兩種形式。
(1)綿狀填料
綿狀填料是把纖維、石墨、雲母、金屬粉(或金屬鱗片)、油脂與彈性粘結劑相混合後,模壓成環形,再在外層編結一層石棉紗(根據需要也可用金屬絲)。還有一種使用方式是將混合物直接放人填料腔,經壓蓋壓緊後直接使用,由於填料沒有固定尺寸,填料裝填不當容易影響密封性能所以該方法較少使用。可以根據工作條件調節綿狀填料中各種混合料的種類和配比,例如高壓蒸汽密封加人銅粉、酸性介質密封加人鉛粒或鉛片、軸有振動時可加添較多的彈性良好的粘結劑等。由於這種填料不含潤滑劑,所以高壓下其體積變化很小,可用於高速泵類和高壓閥門密封。如加人固體潤滑劑,則可以保證良好的自潤滑性能,且結構緻密,有助於提高密封性。另外,綿狀填料有塑性流動性,還可以與金屬填料組合使用。
(2)積層填料
這種填料是在石棉布或帆布的表面上塗敷橡膠,經疊合或者卷繞後熱壓硫化成型,還可以內夾橡膠芯等軟質填料或嵌人彈簧,幾種積層填料的結構。積層填料密封性良好,可用於120℃以下的低壓蒸汽、水和氨液,主要用作往復運動的軸封和閥桿的密封,無介面的圈裝積層填料還可以用作往復泵活塞環。由於積層填料中所含潤滑劑不足,使用過程中需添加潤滑劑。
⑥ 水性工業漆一般用哪些填料
水性工業漆中常用的填料:
1、雲母粉:
雲母是功能性填料,在塗料中平行排列層層疊加,使腐蝕性物質對塗膜的滲透受到強烈阻隔,提高漆膜性能及紫外光屏蔽功能;
2、硅微粉:
也稱作石英粉,可以提高工業漆的耐磨性、耐腐蝕性和漆膜硬度;
3、碳酸鈣:
根據生產工藝不同,分為重鈣和輕鈣(合成),重鈣用作填充用,由於耐酸性差,限制了它在戶外塗料和酸性環境中的應用。輕鈣的特點是密度小、顆粒細,但穩定性較差。
4、滑石粉:
在工業塗料,尤其是底漆中,滑石粉附著力好易打磨,還能起到防流掛作用;
5、硫酸鋇:
硫酸鋇包括重晶石(天然鋇)和沉澱硫酸鋇兩種,重晶石主要用於底漆中。