最近几年，由于人们认识到纳米纤维可以显著提高各种滤材的过滤性能，纳米纤维的研发取得了巨大的进步。纳米纤维（直径小于1微米的超细纤维）技术已经问世了许多年。目前最常用的纳米纤维生产工艺是静电纺丝。

本文介绍了静电纺丝工艺相对于纳米涂层技术的缺点，还进一步讨论了纳米涂层在提高深度过滤性能和脉冲清灰能力方面的优势。

传统的纳米纤维技术

静电纺丝是最常用的纳米纤维生产工艺。该工艺要用到注射器、喷嘴、毛细管或活动发射器。这些设备提供的聚合物液体在高压静电场作用下被吸引到一个收集区内。当聚合物溶液从发射器拉出时，经过静电区加速，最后通过溶剂挥发形成纤维。虽然静电纺丝工艺在生产纳米纤维时效率不低，但存在着缺点。

最初，对于工业化生产来说，静电纺丝的生产效率非常低，增加了纳米纤维的生产成本。静电纺丝还会生产出大量的二维平面结构纤维，缺乏深度或者说是没有Z方向性。这种结构适用于表面过滤，但不适用于深度过滤。静电纺丝纳米纤维通常比较脆弱，容易断裂或从基材表面脱落。因此需要一种改进的纳米纤维，克服目前的静电纺丝纳米纤维所存在的缺点。

新型纳米纤维技术

相对于传统的电纺工艺，一种新开发的无溶剂纳米纤维涂层技术具有更大的灵活性、可控性和耐久性。

这种新的纳米涂层通常由直径为0.3-0.5微米的纤维制成，但有时纤维尺寸最高可达1微米。纤维的直径分布和涂层厚度可以根据应用需求的不同而灵活改变。这种纳米纤维技术可以显著改善滤材的过滤性能。

新的纳米纤维层厚度在15-30微米之间，可以直接涂覆在过滤基材上。这种纳米纤维涂层可以涂覆在各种无纺布基材上，例如玻纤、木浆纸或合成纤维，而电纺纤维需要依靠树脂来粘结。纳米纤维技术可以在基材上制备单层或双层纳米涂层，第二层可以采用相同或不同的聚合物制成。

过滤基材的成分由滤材的特定应用决定，可以通过使用不同结构的基材，达到所需的结构性能，例如硬度、强度、打褶性和耐高温性。

如前所述，支撑基材或底层材料可以根据目标应用场合而改变。对于中型空滤、燃气轮机、汽车空气过滤和脉冲清灰应用，大多选用木浆纸或合成纤维-木浆纸混合基材。在HVAC、液体过滤、汽车座舱空气过滤和HEPA过滤中，支撑基材可以选用木浆纸、玻纤、合成纤维、纺粘和熔喷无纺布。

不同的纳米纤维层可以根据应用的需求涂布于滤材的不同位置上。例如，在汽轮机或重型空滤应用中，纳米纤维层可以放置在过滤基材的迎风面，以提高表面过滤性能。纳米纤维层也可以放置在过滤基材的出风面，以提高深度过滤性能，捕获介质内部的微粒。

纳米纤维涂层滤材的应用

纳米纤维可以提高滤材的过滤性能。这种性能的改进可以在汽车进气过滤、计算机硬盘驱动器的通风口过滤和高效过滤应用中体现出来。对于汽车座舱空气过滤器，微粒的去除关系着乘客的舒适性和健康。纳米纤维在活动式和固定式发动机以及工业过滤应用中可以改进过滤性能。

对于发动机、燃气轮机和燃烧炉，去除空气流中的颗粒是非常重要的，因为这些颗粒会导致内部部件的重大损坏。另外，在其他场合，如气体生产或汽车尾气和工业废气中可能含有破坏性的颗粒物质，去除这些颗粒可以保护下游的设备，将废弃物对环境的污染降至最低。

这种新型的耐久性纳米涂层也可用于自洁式或脉冲清灰过滤器。在滤材迎风面形成的灰饼可以利用反脉冲气流除去，从而使滤材再生。

当脉冲回冲使滤材表面受到强力冲击时，振动波从过滤器内部穿过基材到达纳米纤维层后，与基材粘结不强的纳米纤维可能会因此剥离。新型纳米纤维滤材与基材有很好的粘合性，且纳米纤维涂层本身具有持久的结构稳定性、更高的过滤效率和较低的压降，使其在脉冲清灰应用中具有较长的使用寿命和较高的效率。