过滤材料性能的评价方法

评价过滤材料性能的常见指标有过滤效率、过滤阻力、透气量和纳污容量等，而孔径也能反映出过滤材料的过滤性能，也经常作为过滤材料的评价指标。但过滤材料的终端应用领域广泛，如对于液体和气体过滤材料，其过滤效率的测试方法是不同的。许多产品标准中，也会针对某些性能指标给出具体的测试方法。

2.1.4.1　过滤效率

通过测量过滤前后气相或者液相中细颗粒物的浓度变化，从而得出过滤材料的过滤效率。过滤效率η的计算公式如下：

式中：M1为过滤前气相或者液相中的颗粒物计重浓度，M2为过滤后气相或者液相中的颗粒物计重浓度。

对于空气过滤材料来说，过滤效率是指某个尺寸以上的颗粒物被过滤材料捕集的粉尘量与未进行过滤的空气中粉尘量之比。过滤效率测试首先需要确定采用的标准尘源及分散度不同，而钠焰法、油雾法、计数法、计重法等方法不同，所得材料的过滤效率值也会不同。常使用自动滤料测试仪或者滤料综合性能测试仪测试空气过滤材料的过滤效率和过滤阻力。美国TSI8130自动滤料检测仪是目前大量使用的空气过滤性能测试仪，它是采用颗粒物直径为0.26μm的NaCl气溶胶作为检测介质的。

2.1.4.2　过滤阻力

过滤过程中，气相或者液相被过滤流体进入和流出过滤器之间的压力差，称为过滤阻力。在测试过滤效率的同时，通过获取流体进出过滤材料的压力变化来获得。对于空气过滤材料来说，其阻力随气流流速的增大而提高，换句话说，可以通过增大过滤材料的面积来降低风速，从而减小过滤材料的阻力。口罩、空气过滤器和机织滤布等产品标准中都有过滤阻力的具体测试方法，测试前请查阅相关标准和仪器操作说明。

2.1.4.3　容尘量（纳污容量）

纳污容量是指过滤材料能够接受污物的最大限量，即在特定实验条件下，过滤器容纳特定试验粉尘的重量。例如，国标GB/T 30176—2013《液体过滤用过滤器 性能测试方法》中，采用视在纳污量来表征液体过滤器的过滤性能，通过向试验系统添加试验粉末，当被测试过滤元件压降达到极限压差值时，所添加试验粉末的总质量即为视在纳污量。(www.xing528.com)

2.1.4.4　品质因子

品质因子是反映过滤材料过滤性能的综合指标，与过滤材料的过滤效率和过滤阻力同时相关，品质因子Qf的计算公式如下：

式中：Qf为品质因子（Pa-1）；η为过滤效率（%）；ΔP为过滤阻力（Pa）。

品质因子的值越大，表示过滤材料的综合过滤性能越好。

2.1.4.5　孔径

孔径指过滤材料的孔隙尺寸大小，一般以μm为单位。过滤材料孔径的测试方法有直接法和间接法两种。直接法主要用于测量试样的表面孔隙尺寸，包括X射线小角度散射测量法、显微镜图像观察法等。间接法则是假设材料的孔隙是均匀通直的圆孔，以表面张力引起液体在毛细孔中上升为理论依据，通过公式计算出材料孔隙的等效孔径，主要方法有泡点法、压汞法等，该类方法可较真实地反映流体通过孔隙的情况。泡点法与压汞法相比，可以减小结构压缩对测定结果的影响，更适用于纤维过滤材料孔径的测定。美国PMI公司的CFP—1100A型毛细管流动孔隙仪就是基于泡点法的孔径测试仪器。该仪器可以得到过滤材料的最大孔径、最小孔径、平均孔径及孔径分布。

国标GB/T 14295—2008《空气过滤器》，规定了空气过滤器性能试验的试验装置、试验方法和测量结果处理方法，以及进行空气过滤器的阻力、计重效率和容尘量试验的设备、条件和试验方法。国标GB/T 30176—2013《液体过滤用过滤器 性能测试方法》，规定了液体过滤用过滤器的主要过滤性能，包括压降—通量性能、截留精度、透水率与透水阻力、再生性能、视在纳污量等的试验方法。国标GB 2626—2019《呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》对口罩等呼吸防护材料的过滤效率、吸气阻力、呼气阻力等指标有具体的试验方法和指标要求。测试时，要根据过滤材料的具体应用工况，选择合适的测试标准与方法。