高效空气过滤器能有效去除悬浮在空气中的细小微粒,在超大规模集成电路、原子能发电站、放射性医疗、食品加工、制药及精密制造等工业领域具有广泛应用。空气过滤材料作为过滤器的核心材料,其性能对于提高设备运行的稳定性、保证产品生产的合格率和增加经济效益等方面具有重要意义。更高过滤效率、更低过滤阻力的空气过滤材料是未来的发展趋势。高效过滤材料一般以亚微米级纤维（100～1000 nm）为主体,然而,目前对于亚微米级纤维占主体的滤材的结构和性能的研究较少。高效滤材的测试常因过滤颗粒浓度不足而出现过滤效率测试不准确的问题,提升颗粒浓度一直是高效滤材过滤效率测试的关键和难点。此外,玻璃棉的尺寸特性（直径和长度）对滤材的结构和性能具有较大影响,目前尚未有可靠的方法表征纤维的直径和长度。因此,本文拟进一步探究在不同粒径过滤颗粒下,玻璃棉的尺寸特性对以亚微米级纤维占主体滤材的过滤性能的影响。本论文首先设计并搭建了过滤性能测试系统;随后,通过对玻璃棉尺寸特性的表征方法的研究,探究了不同粒径过滤颗粒下纤维的尺寸特性对高效滤材的结构和性能的影响。具体内容和主要结论如下:1.设计并搭建了过滤性能测试系统,发尘浓度可达8.0×10~6个/cm~3,测试颗粒粒径为80～300 nm,能稳定测试高效滤材的过滤性能。2.探讨了玻璃棉尺寸特性的研究方法。打浆度虽然是玻璃棉行业内的常用出厂指标,可以间接反映玻璃棉的直径特性,但其无法得到纤维直径的准确数值,浊度可以间接反映玻璃棉的粗细,但也不能得到纤维直径的确切数值,研究发现,图像法自动测量玻璃棉直径是一种可靠且高效的表征方法;目前尚未有玻璃棉长度特性的可靠直接表征方法,可以用悬浮液粘度间接反映纤维的长度变化。3.通过对玻璃棉直径特性与高效滤材结构和性能的关系进行研究发现,对于以亚微米级玻璃棉为主体的高效滤材,粗纤维（平均直径为0.69μm）滤材在特定过滤颗粒粒径下表现出优于细纤维（平均直径为0.24μm）滤材的过滤性能。粗纤维滤材对80 nm和100 nm颗粒过滤的品质因子最大,过滤性能更好;不同纤维直径组成的滤材对150nm、200 nm和300 nm颗粒过滤的品质因子接近,此时亚微米纤维直径对滤材过滤性能的影响不显著。4.探究了玻璃棉长度特性与高效滤材结构和性能的关系。随着纤维分散时间的增加,纤维悬浮液粘度显著减小,表明纤维长度减小,此时滤材厚度减小,透气度、过滤效率和品质因子的变化不显著。