最新中孔活性炭纤维的制备与其在医药方面的应用教学讲义PPT课件

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碳纤维的制作过程演示幻灯片

35
Ｂ、芳纶纤维的热稳定性
芳纶纤维有良好的热稳定性，耐火而不熔，在180℃ 的温度下，仍能很好的保持其性能，当温度达487 ℃时尚不熔化，但开始碳化。
由于芳纶不熔融也不助燃，短时间内暴露在300℃以上，对于强度几乎没有影响。在-170℃的低温下也不会变脆，仍能保持其性能。
36
芳纶细纱和粗纱的热性能
性能在空气中高温下长期使用温度(℃) 分解温度(℃) 拉伸强度(MPa)
在室温下16个月在50℃空气中2个月
在100 ℃空气中在200 ℃空气中拉伸模量(GPa) 在室温下16个月在50℃空气中2个月
数据 160
性能在100 ℃空气中
数据 113.6
500
无强度损失无强度损失
3170 2720
8 碳纤维
1
1. 碳纤维概念 2. 碳纤维的制作方法 3. 以聚丙烯腈 (PAN) 为原料制造的碳纤维 4. 碳纤维的表面处理
2
由有机纤维或低分子烃气体原料在惰性气氛中经高温(1500ºC)碳化而成的纤维状碳化合物，其碳含量在90%以上。
3
制造的方法：
在惰性气氛中将小分子有机物(如烃或芳烃等）在高温下沉积成纤维。此法用于制造晶须或短纤维，不能用于制造长纤维。
芳纶的湿强度几乎与干强度相等。对饱和水蒸气的稳定性，比其它有机纤维好。芳纶对紫外线是比较敏感的。若长期裸露在阳光下，其强度损失很大，因此应加能阻挡紫外光的保护层。
39
KevIar纤维表面缺少化学活性基团，用等离子体空气或氯气处理纤维表面，可使 Kevlar纤维表面形成一些含氧或含氮的官能团，提高表面活性及表面能，显著地改善对树脂的浸润性和反应性，增加界面粘结强度。

活性炭纤维第三次课堂PPT内容

七、企业组织、劳动定员企业组织、和人员培训
到各大学,中专,大专进行招聘,或请猎头公司,然后根据各人才的特长,按此分佩职位. • 我公司认为,粗放式是最合式本公司现状的人员培训方式. •
八、投资估算和资金筹措 •投资估算：约500万 RMB •资金筹措：银行贷款，合资，内部解决
九、项目经济效果评价
二、需求预测和拟建规模
• 2.1需求预测 • 费用名称投资金额费用名称投资金额设备费210万元仪表、电气、通风30万元管道及安装60万元包装运输10万元建筑(包括框架及基础)100万元公用工程(供汽、水)10万元保温防腐10万元不可预见费40万元合计470 万元占地面积700 m2
二、需求预测和拟建规模需求预测和拟建规模
• 2.2拟建规模拟建规模 • 1、厂区占地面积不低于10亩，多一些更好，便于生产布局和成品存放及绿化。 • 2、厂房面积（以年产20吨活性炭纤维计算）需700 m2 ，其中生产车间200 m2，原料库 200 m2，办公用房150 m2，库房等其他用房根据情况处理。
三、资源、原材料、燃料及公用设资源、原材料、施情况
活性炭纤维
主讲：李国敏小组成员：05，14，17
一、项目背景
• 作为一种新型高效吸附功能材料，活性碳纤维(AcF)的应用和开发取得了极大的成功。自20世纪70年代工业化以来，已广泛应用于环保、化工、制药、军事、卫生、防护等多个行业，目前主要用于溶剂回收。它在饮用水的净化、汽车尾气治理、防毒器具、医疗防护、空气净化、香烟滤嘴等方面具有十分广阔的应用前景和巨大的市场潜力。我国活性碳纤维的研究、工业化生产和产品应用开发已有三十多年的历史，取得了令人瞩目的成绩。 • 20世纪90年代以来，我国活性炭纤维的工业化生产取得了良好的进展，辽宁、吉林、山西、江苏、广东等地陆续建立了活性炭纤维生产线，均具备了几十吨的年生产能力，部分产品已经出口国外。

活性炭纤维的制备及在核生化防护服中的应用

国防技术基础２００８年５月第５期活性炭纤维的制备及在核生化防护服中的应用　摘要：介绍了活性炭纤维的孔隙分布、特性、制备方法及活性炭纤维在核生化防护服上的应用；介绍了国内核生化防护服用活性炭纤维复合织物的研究进展。

　关键词：活性炭纤维核生化防护服复合织物刘恩文（总装备部防化军事代表局驻宜昌地区军事代表室）活性炭纤维（Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ，ＡＣＦ）是指炭纤维（Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ，ＣＦ）及可炭化纤维（Ｃａｒｂｏｎｉｚａｂｌｅ　Ｆｉｂｅｒ）经过物理活化、化学活化或两者兼有的活化反应所制得的具有丰富和发达孔隙结构的功能性炭纤维。

基于ＡＣＦ比一般活性炭（ＡｃｔｉｖａｔｅｄＣａｒｂｏｎ，ＡＣ）有着更为优越的孔隙结构和形态，可用作功能材料，在国防、环境保护、化工、卫生、电子、电化学等领域得以广泛应用。

１．活性炭纤维的孔隙结构、分布及其特性活性炭和活性炭纤维均属多孔碳材料，活性炭纤维与粒状活性炭（ＧＡＣ）的孔隙结构和细孔直径分布见图１，从图中可以看出，ＡＣＦ的孔型开口在其表面，孔形为狭缝形，其细孔直径为单峰型分布；ＧＡＣ的孔型为树枝状，有大孔、中孔和微孔，分布较宽，细孔直径为多峰型分布。

两者结构不同，使其在吸、脱附速度及吸附量有很大差异；与活性炭比较具有以下特点［１］　：（１）单丝直径细，约８～２０μｍ，活性炭为１～３ｍｍ，表面积大，约比粒状活性炭大两位数，吸附面积大；（２）有效吸附孔分布窄，属于单分散型，活性炭属于多分散型孔分布；（３）没有或很少有大孔，且为径向开孔扩散阻力小，吸附、脱附的行程短，吸、脱附速度快（约为活性炭的１０～１００倍）　；（４）外表面积（０．２～２．０ｍ２／ｇ），较活性炭（０．００１ｍ２／ｇ）大得多，吸附位多，吸附容量大；（５）体密度小，漏损小，处理速度快，可实现设备小型化、高效化和自动化；（６）杂质少，纯度高，不会污染吸附的气体或液体；（７）强度高，粉尘少，不会造成二次污染；（８）形态多，后加工性好，适应性强，有纤维、布、毡、纸以及蜂窝状、波纹状和各种定型制品；（９）易再生，失活少，使用寿命长；（１０）导电，导热，蓄热量小，操作、维修方便，使用安全。

活性炭生产工艺简介PPT讲稿

• (2)无烟煤：宁夏太西煤低灰、低硫、含碳量高，化
学活性好，是生产高档活性炭的优质原料。宁夏的活性炭企业主要采用太西无烟煤作为主原料生产柱状活性炭。
生产工艺流程
• 以太西无烟煤为主原料的合格原料煤入厂后，被粉碎到
一定细度（一般为200目），然后配入适量黏结剂（一般为煤焦油）在混捏设备中混合均匀，然后在一定压力下用一定直径模具挤压成炭条，炭条经炭化、活化后，经筛分、包装制成成品活性炭。
• 1927年美国芝加哥自来水厂发生了广大居民难以接受的自来水恶臭事
件。这是由于原水中苯酚和消毒用的氯发生异臭所致。后来，德国等地的自来水厂也发生了同样的事件，而这些事件都是用活性炭处理解决的。从此以后，环境保护日益受到重视，政府的法令也日趋严格，不仅在净水方面，在其他领域也得到广泛应用，由此，活性炭进入全面发展阶段。
• ②灰分煤灰分含量高会降低煤的发热量，影响炭化料及活性炭
产品的机械强度，影响活性炭的孔隙结构，降低活性炭的吸附能力，使活性炭产品杂质增加，限制了煤基活性炭的应用领域。但是有些矿物质如CaO,MgO,Fe2O3,K2O及Na2O等可以催化煤中碳与水蒸气的反应，加快反应速度，提高活化炉的产量。一般要求灰分≤6%，目前我们要求采用的原煤灰分≤3%。
活性炭生产工艺简介课件
活性炭的应用及发展过程
• 活性炭是含碳的物质经过炭化和活化制成的多孔
性人造炭质吸附剂。它具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，可用作吸附剂，催化剂和催化剂载体。
• 活性炭作为人造材料，是在1900年到1901年发
明的，其发明者是拉费尔·王·奥斯特莱科，他采用化学活化法和物理活化法制造活性炭而获得专利。 1911年，门高德博士在维也纳附近的工厂首次将活性炭工业化生产。当时的产品是粉状活性炭，这是世界上第一家工业化生产工厂。

中孔活性碳纤维的制备及性能研究

及测试．Ｌ
２１中孔活性碳纤维的制造工艺．．１
纺丝液
固体颗Ｊ
丝堑原液丝
氧丝直化孔ＡＦ化中ｃ
１引言
活性碳纤维（ｔａｅａｏｉｅ，简称ＡＣ）ＡｃｖｔＣｒｎＦｂｒｉｄｂＦ作为新一代吸附功能材料，在环境方面发挥了极其重要
无法吸附较大分子，如水中的腐殖酸、致癌物质二氯甲烷、生物大分子（如病毒蛋白质、肌酸酐、Ｖ２Ｂｌ、有机电解质等［。因此开发中孔乃至大孔的活性碳纤维就显６１
结果表明该活性碳纤维的吸附能力达到１２．５／，３５ｍｇ３ｇ
用美国麦克公司产ＡＳＰ００型自动吸附仪对比表面Ａ２０积进行了表征，比表面积达到ｌ３．ｍ２。６５４／２ｇ
关键词：活性碳纤维；中子；研究Ｌ中图分类号：Ｔ３２８Ｑ４．６文献标识码：Ａ文章编号：１０．７１２０）０１９３（０７增刊．７７０２７．３
的作用，活性碳纤维可以有效地去除废水和废气中的有害物质。活性碳纤维与传统的粒状活性炭（Ｃ相比，ＧＡ）ＡＣＦ具有以下特点：（）１纤维直径细，与被吸附物质的
接触面积大，增加了吸附几率，且可均匀接触；（）比２表面积大，约是ＧＣ的ｌ～１０倍；吸附容量大，约Ａ００是ＧＡｃ的１～１０倍；吸附、附速度快，ＡＣ．０５脱Ｆ对气体的吸附数１ｓ０至数ｍｎ可达平衡；（）ｉ３孔径分布范围窄；（）Ｆ不仅对高浓度吸附质的吸附能力明显，４ＡＣ对低浓度吸附质的吸附能力也特别优异，当甲苯气体含如量低到１０ ×１－以下时，ＡＦ还能对其吸附，而ＧＣＣＡ必须高于１０ ×１时方能吸附；（）耐热，耐酸碱；具５有很强的氧化还原特性，将高价金属离子还原为低价可态；（）滤阻小，约是Ｇ６ＡＣ的１Ｉ４／１］３￣。

活性炭纤维(完整)方共35页文档37页PPT

活性炭纤维(完整)方共35页文档
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢！Leabharlann 61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。 ——刘向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好的教师是幸福，不如说好的教师是不幸。 ——海贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦。——杰纳勒尔·乔治·S·巴顿

活性炭讲座ppt课件

３. 炭质、炭质材料、非石墨质炭素材料用例：Carbon and Graphite Handbook Carbon material 炭质材料 carbon black 炭黑
炭和石墨手册
活性炭趣话
据记载，活性炭是在一次大火中偶尔被一个工厂主发现的。很久以前，世界上只有红糖没有白糖。有一天，一家红糖制造厂突然失火，将厂房烧得一干二净，那些房子上的梁檀也被大火烧成了炭，有几截落在盛红糖的缸里。大火熄灭后，工厂主带人清理废墟时，突然发现一缸红糖奇迹般地变成了白糖，味道也甜多了。这批白糖一上市，便销售一空。这个厂主由此掌握了制造白糖的秘密，很快发了财。
（1）开发新原料（2）物理法和化学法相结合（3）改进生产工艺，降低环境污染程度（4）开发新的生产设备，提高能源的利
用率和机械化程度（5）对活性炭表面结构的研究，积极开
发新产品，拓宽应用领域
这个秘密就是用活性炭吸附红糖中的色素，使红糖
变成白糖。
活性炭的制备
活性炭的制备原料
木质、矿物、果类、高分子材料、生产和生活废弃物等
活性炭的制备方法
化学活化法物理活化法
氯化锌活化法 550～650℃；收率高；孔隙容易
调节；污染严重
化学活化法磷酸活化法 400～500 ℃；温度低；中孔含量多；
活性炭在气（汽）相吸附方面的应用：
① 毒气和有害气体的防护 ② 气（汽）体回收、净化、精制、分离和贮存 ③ 核工业和其 Nhomakorabea方面的应用
活性炭在液相吸附方面的应用：
① 食品工业的液相脱色精制 ② 制药工业中的液相精制 ③ 化学工业和其他工业的液相精制
活性炭在环境保护中的应用：
① 水处理 ② 大气污染的防治

活性炭吸附及应用PPT课件

第13页/共17页
2、溶剂回收
在合成纤维与合成树脂工业、印刷业、纸加工业等领域中大量地使用溶剂。利用活性炭的吸附机理，可以回收丙酮、甲苯、醇类、酯类等溶剂。
3、空气净化
近年来，人们对室内空气的污染问题日益关切。室内散发出来的污染物种类多，如建材、燃煤、烹任。废气与活性炭接触，废气中的污染物被吸附，使其与气体混合物分离，而起净化作用。
第14页/共17页
4、催化剂载体
通过将活性炭浸在金属盐的水溶液中等方法可使催化剂担载其上，为了使之均匀分散要用表面被氧化的活性炭，其作为担体的性能由细孔结构及表面化学结构所决定。表面酸性官能团以及自由基，电子授受能力等都能给予各种影响。将铂、钯等铂族催化剂担在活性炭上的催化剂对加氢反应，特别是有关氢的反应等具有优良的催化性能。
≤4.9kJ/mol
放热，低温利于吸附快，不需活化能
化学吸附
化学键合力
较高单层
83.7-418.7kJ/mol
温度升高，吸附速度加快较慢，需要一定活化能
第3页/共17页
吸附原理
物理吸附：主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的
多孔结构提供了大量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是，这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径，这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。
第15页/共17页
谢谢观赏！！
第16页/共17页
谢谢您的观看！
第17页/共17页
四、活性炭的应用
1、水处理 2、溶剂回收 3、空气净化 4、催化剂载体

中孔炭的制备以及应用

中孔炭基材料的制备以及应用08级无机一班 xxxxxxxxxxxx 一、制备方法（一）、催化活化法1、概述催化活化法是在炭材料中添加金属化合物组分，以增加炭材料微孔内部表面活性点，活化时，金属原予对结晶性较高的炭原子起选择性气化作用，从而使微孔扩充为中孔。

金属粒子周围均使炭原予发生气化反应的活性点，金属粒子周围的炭原子优先发生氧化作用，在炭材料中形成中孔，此外，气化产物向材料表面逃逸时形成的孔道也作为孔隙表面逃逸时形成的孔道也作为孔隙残留在最终的炭材料中。

催化活化法是使炭材料获得中孔的有效途径之一。

它可以采用炭材料在金属无机盐溶液中浸渍后干燥除去溶剂，再经高温烘干或二次活化改变金属存在形态催化活化法制备的中孔活性炭中不可避免地会残留部分金属元素，这种活性炭用于液相吸附时，金属元素就可能以离子的形式进入溶液，尽管其含量很低，但在某些情况下却是非常有害。

2、实例镍催化活化制备中孔炭材料取适量4~60目的杉木屑为原料，首先在450℃下炭化3h制备炭化料，再将此炭化料作为原料进行下一步的实验。

将炭化料用6 mol/L 的硝酸于40℃下进行氧化预处理2h后，减压抽滤并水洗至中性，置于110℃烘箱中烘干至恒重。

准确称取两份7.Og的干燥炭化料分别置于lOOmLl内衬聚四氟乙烯的水热反应釜中，各加入70 mL 8％Ni(CH3COO)2溶液后密闭，将其置于175士2℃下浸渍2h。

待冷却至室温后，开启水热反应釜，过滤去除过量的浸渍溶液，再放入105℃的烘箱中烘干至恒重。

将上述负载有Ni(CH3coo)2炭化料置于升温炭化炉中，在氮气气氛下，以lO℃／min的升温速度升温至900℃并保温2 h，自然冷却至室温后取出，用热盐酸及超纯水洗至滤液pH值为6~7，烘干后即得中孔炭样品。

（二）模板炭化法1、概述模板法是选用一种分子、超分子或具有特殊孔隙结构的材料作为模板，通过浸渍或者化学气相沉积的方法将模板与碳源混合得到模板／碳源复合物(内模板法是将模板注入到碳源内部，而外模板法则是将碳前驱体注入模板孔隙中)，得到的混合物炭化并移除模板后即得到中孔炭产品。

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0.1
850
活化时间（min）
20 40 60 60 40 20
得率
16.9％ 20.7％ 25.0％ 28.2％ 30.2％ 27.5％
小结
1. 由②⑤可以看出，离子浓度越高，产品得率越高；
2. 由③④可以看出，活化温度越低，产品得率越高；
3. 由⑤⑥可以看出，活化时间越短，产品得率越高。
中孔分布微分曲线
水蒸气活化沥青基活性碳纤维（PACF）的孔结构
3 -1
v o l a d s ,. gc mS T P
800
700
600
500
400
300
P A C F-120
200
P A C F-90
100
P A C F-60
0
P A C F-30
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
优点：产物孔径分布均匀，大小容易控制，而且比表面大，吸附性能优良
缺点：选择合适的反应物及控制反应进程比较困难
模板炭化法
模板炭化由两部分组成： 1.有机物在无机物模板的纳米微孔中炭化； 2.产物从模板中脱离出来
优点：可以从孔径大小或孔的形状两方面来控制炭材料的结构，而且还可控制其宏观和微观形态
p /p 0
氮吸附等温线（77K）
3 -1 -1
d V / d A , . gc Am
0 .1 0 0 .0 8 0 .0 6 0 .0 4 0 .0 2 0 .0 0
10
P A C F -1 2 0 P A C F -9 0 P A C F -6 0 P A C F -3 0
100 p o re d ia m e te rห้องสมุดไป่ตู้ A
2.活性炭纤维的孔结构：
水蒸气活化粘胶基活性碳纤维（VACF）的孔结构
3 -1
v o l a d s ,. gc mS T P
800
700
600
500
400
300 V A C F-30
200
V A C F-50
100
V A C F-70
0
V A C F-90
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
缺点：除去炭化时所用的模板，成本高又费时
创新点
采用在前驱体中引入无机金属离子的方法，使其既发挥催化剂的作用，又充当活化剂，促使产物活性炭纤维中孔的发育。
工作设想
实验方案：重金属离子催化活化法工艺流程：
添加金属离子
原料
预处理
中间物炭化活化 ACF产品
结构表征
性能评价
实验结果与讨论
1.制备工艺对ACF得率的影响：
④ 粘胶纤维
850
⑤ 粘胶纤维
850
活化时间吸附量
( min ) ( mg / g )
50
136.1
50
70.8
50
85.3
25
83.4
50
90.8
小结
由上表可以看出：
1. 剑麻基ACF对亚甲基蓝的吸附效果较好，说明其活化效果较好，孔径相对较大。
2. 活化温度越高，时间越长，吸附量越大，说明在较高温度下，延长活化时间有利于产品孔径的扩大
ACF抗金黄色葡萄球菌活性
样品
SACF- AgCl ZCSACFAgCl AC- AgCl SACF-AgI SACF VACF
中孔分布微分曲线
小结
活化时间的影响：活化时间越长，所得产品的孔
径越大，越容易形成中孔ACF
3.活性炭纤维的液相吸附性能
亚甲基蓝分子式： C16H18N3SCl ·3H2O
分子量: 373.9
几何尺寸(nm): 1.44 ×0.60×0.18
CH3 N
S+
CH3
N
CH3 N
CH3
实验方法
聚合物混合物或有机物凝胶的直接碳化
1 聚合物混合物的直接炭化
两种或两种以上的热稳定性不同的聚合物混合（物理或化学混合），然后在高温下炭化制备ACF。
混合物各成分间的相互作用决定于它的形态，即混合物是单一形态的还是相分离结构的
2有机物凝胶的直接炭化
通过熔胶凝胶反应制得有机物凝胶，然后在高温下炭化
配制 500 mg /L 的亚甲基蓝溶液，以该溶液体积 : ACF产品质量＝ 50 ml : 50 mg 的比例进行吸附实验，吸附 25 h 后测定溶液的吸光度变化，从而得出其吸附量
多孔炭材料对亚甲基蓝吸附量
编
原料
活化温度
号
(℃)
① 剑麻基纤维
850
② 离子交换树脂
750
③ 离子交换树脂
850
活化时间（min）
20
40 60 60
40 20
得率
18.0％ 16.4％ 20.4％ 21.1％ 22.5％ 22.6％
制备条件对球状活性炭产品得率的影响
实验号 ①
CNiSO4 （mol.L-1 ）
0.01
活化温度（℃ ）
650
②
0.01
750
③
0.05
850
④
0.05
650
⑤
0.1
750
⑥
ACF的抗菌性能实验
大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的对比实验：
ACF抗大肠杆菌活性
样品
SACF
细菌浓度(cfu/mL) 原液 24小时后
5×103
SACF-AgCl
0
SACF-AgI
0
VACF
5.00×107 1.5×104
VACF-AgCl
0
VACF-AgI
0
blank
∞
由左表可知，经过24 h 后，溶液中的大肠杆菌可被载银 ACF 完全杀灭；而未载银ACF 对大肠杆菌也表现出良好的吸附特性，表明活性炭纤维的中孔对细菌有强的吸附作用
中孔活性炭纤维的制备与其在医药方面的应用
选题意义
活性炭纤维（ACF）
中孔活性炭纤维（meso-ACF）
活性炭纤维概述
活性炭纤维
含丰富微孔的纤维状炭吸附材料.
优点
成型性好、耐酸碱、导电性和化学稳定性好、比表面大、孔径分布集中、吸附、脱附速度快
应用领域
环保工业、化学工业
局限性
染料分子或维他命等大分子物质难以吸附
采用沥青纤维、粘胶纤维、离子交换树脂等原料制得一批产品。初步考察了离子浓度、活化温度、活化时间对产品得率的影响。
制备条件对粘胶基活性炭纤维产品得率的影响
实验号 ①
CNiSO4 （mol.L-1 ）
0.01
②
0.01
③
0.05
④
0.05
⑤
0.1
⑥
0.1
活化温度（℃） 650
750 850 650 750 850
p /p 0
氮吸附等温线 (77K)
3 -1 -1
d V / d A , . cg Am
0 .1 0 0 .0 8 0 .0 6 0 .0 4 0 .0 2 0 .0 0
10
V A C F -30 V A C F -50 V A C F -70 V A C F -90
100 p o re d ia m e te r, A