POROUS FIBER
_______

Manage fluids with increased flow speed, pore size and volume control, and greater absorption capability

Slider

多孔纤维创新专家

多孔纤维由使用聚合物纤维的三维组分组成,这些纤维在接触处粘合在一起。这会在纤维之间产生空隙,从而使它们具有多孔性质以容纳液体。使用多种纤维成型工艺和独特的粘合技术,将纤维粘合在一起形成二维横截面,然后挤压形成三维形状。 

由此产生的纤维具有内芯和外鞘,可以根据客户对最终产品的需求进行定制设计。根据客户需求,双组分聚合物纤维也可用于增强组件的功能。由于纤维在理想的毛细结构中排列整齐,多孔纤维技术非常适合液体管理应用。纤维提供了一种定向结构,可实现更快的流动、更高的孔隙容积以实现更大的吸收,并独立控制孔径和孔隙容积。

REGISTER FOR OUR
ON-DEMAND
WEBINAR:

Stronger Together: Bonded Fiber for Fluid Management

Slider

制造工艺

多孔纤维在粘合过程中使用热量和压力,类似于烧结多孔塑料,但它不是粘合颗粒,而是粘合纤维束。  外鞘包裹在定制纤维上,而纤维以各种形状配置发生粘合。  这不涉及针织或编织,而是形成纤维组件,包括片材、棒材、管材、块材和 3D 几何图形。

多孔纤维制造工艺

材料选择

根据产品需求对粘合纤维中使用的材料进行了全面评估。  以下是四种主要材料及其一些特性:

聚烯烃(LDPE、LLDPE、HDPE、PP)
这是常用的材料,分子结构简单。  许多应用对温度都有限制。

聚酯(PET、PTT、PBT)
适用于多功能,以及几乎所有光纤技术平台

聚酰胺(尼龙 6,尼龙 6,6)
耐热性和化学相容性。  用于吸湿至亲水应用。

其他合适的材料

  • 当您需要可生物降解的材料时,使用醋酸纤维素 (CA)
  • 聚乳酸 (PLA),为可再生原材料
  • 聚苯硫醚 (PPS),为耐高温性应用
  • 多种配置的共聚物

虽然这些是用于设计多孔纤维组件的常用材料,但还有更多其他的材料,可以根据您的最终产品需求进行选择。与您的应用工程师密切合作以确定您的规格,他们可以帮助您选择合适的材料。

物理性能

在设计多孔纤维部件时,了解所需的三个关键物理性能至关重要,因为它们会影响部件的材料和功能: 

  • 孔径:孔径定义了多孔介质中空隙的大小。根据材料的不同,孔径可大可小,由于具有定向结构,它能够产生更快的流动控制。我们可以控制纤维的直径和材料的密度。这使您可以更好地控制芯吸速度和距离以及过滤效率。
  • 孔隙容积:孔隙容积是指部件中的空气占部件总体积的百分比。在多孔纤维材料中,密度更常用于定义孔隙容积。  密度与孔隙容积成反比。这意味着部件越重,孔隙容积越小。更高的孔密度允许对液体材料实现更大的吸收和流动阻力。  多孔纤维组分具有广泛的功能,包括非常低的密度到高密度。
  • 工作温度:工作温度定义了最终多孔纤维部件工作时所需要的温度范围。

了解典型的材料性质将有助于您为设备的功能和操作条件选择合适的聚合物。我们可以根据您的特定产品需求突出或弱化上述特征。下图显示了常见材料及其物理性能;然而,这并不是一份详尽列表。 

聚合物孔径
(微米)
孔隙容积
(%)
操作
温度
(F)
聚烯烃(PE、PP)10 至 >10050 至 >95150-250
聚酯(PET、PBT)5 至 >10030 至 >90300-350
聚酰胺(N6、N6,6)5 至 >10030 至 >90300-400
醋酸纤维素 (CA)10 至 >10050 至 >80100-300

化学性能

选择合适的聚合物材料对于确保您的最终产品或设备的持久功能非常重要  需要考虑的关键问题之一是多孔纤维部件将与什么化学品(如果有)接触。许多类型的多孔聚合物可适应几乎任何操作环境或条件。 

下表显示了上述常见聚合物的化学相容性:

化学品PE、PPPET、PEBN6、N6,6CA
酸(非氧化性)良好良好较差较差
良好较差良好较差
油类良好良好良好良好
芳香族溶剂良好良好良好良好
非极性脂族溶剂一般良好良好良好
极性非质子溶剂一般良好一般一般
极性质子溶剂一般-良好一般-良好良好良好
卤化溶剂良好良好良好较差
氧化剂较差较差良好良好

添加剂选项

添加剂和处理方法为您的烧结塑料部件实现多种可能性打开了一扇大门。以下是与上面列出的常见聚合物一起使用的一些添加剂和处理方法:  

聚乙烯 (PE) 和聚丙烯 (PP) 可接受以下选项:

  • 疏水处理
  • 自封屏蔽流体
  • 亲水处理
  • 着色剂
  • 颜色变化
  • 杀菌/抑菌
  • 碳、饮用水、气味净化
  • 疏油处理
  • 层压支撑结构

几何形状的选择

多孔纤维可以制成各种形状。  当您考虑将这种材料纳入您的生产工艺时,请考虑以下选项:

  • 片材和卷材
  • 棒材和管材
  • 2D 插片和通气孔
  • 笔头
  • 3D 简单结构  

我们的工程师还可以根据您的生产工艺确定您需要的大小、形状和尺寸。

装配和转换的选择

可定制的组装和转换选项多种多样。多孔纤维的典型选项包括:

  • 热焊接与超声波焊接
  • 二次注塑成型
  • 模切
  • 压装
  • 压敏粘合剂 (PSA)

在与我们的工程师交谈时,了解最终产品或设备将如何组装非常重要,因为烧结塑料可以通过将多个部件组合成一个定制工程部件来减少组装步骤。 

如何应用多孔纤维

  • 吸芯 – 多孔纤维的芯吸作用非常好。  多孔纤维材料可用于妊娠试验吸水棒或喷墨打印机墨盒。  特定粘合纤维材料的表面能和粘附特性将决定其浸透的难易程度。

  • 过滤 – 采用多孔纤维过滤器的汽车机油滤清器性能良好。  由于机油更清洁、更持久,机油更换频率减少。  使用粘合纤维生产的过滤器经久耐用。

  • 扩散-在我们用于一次性生物处理应用(如水族箱起泡器)的介质和过滤器中,扩散作用很普遍。  粘合纤维可实现对扩散速度的完全定制化和精确控制  扩散量随时间推移增加。

  • 涂抹白板笔等应用产品通过多孔纤维笔头获益匪浅。  该材料使墨水能够均匀且完全地涂抹在表面或基材上。 

此应用示例列表只是其中的一小部分。查看我们的市场概览页面,了解我们的多孔聚合物发挥作用的更多例子。