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無(wú)紡布廠家15838056980口罩最核心的材料
無(wú)紡布
突如其來(lái)的新冠肺炎疫情讓口罩成為了我們生活中的必需品。口罩對(duì)進(jìn)入肺部的空氣有一定的過(guò)濾作用，在呼吸道傳染病流行時(shí)，在粉塵等污染的環(huán)境中作業(yè)時(shí)，可以發(fā)揮很大的作用。
口罩為什么有濾過(guò)作用
口罩為什么有這樣的濾過(guò)作用呢？這得歸功于其中的無(wú)紡布。
無(wú)紡布，顧名思義，就是不需要編織的布，是一種非織造布。它是直接利用高聚物切片、短纖維或長(zhǎng)絲將纖維通過(guò)氣流或機(jī)械成網(wǎng)，然后經(jīng)過(guò)水刺，針刺，或熱軋加固，最后經(jīng)過(guò)后整理形成的無(wú)編織的布料。根據(jù)生產(chǎn)工藝可以分為：水刺無(wú)紡布、熱合無(wú)紡布、漿粕氣流成網(wǎng)無(wú)紡布、濕法無(wú)紡布、紡粘無(wú)紡布、熔噴無(wú)紡布、針刺無(wú)紡布、縫編無(wú)紡布、親水無(wú)紡布。
口罩的過(guò)濾層一般為三層無(wú)紡布，從內(nèi)到外分別為紡粘層、熔噴層、紡粘層，又稱SMS結(jié)構(gòu)。口罩內(nèi)層無(wú)紡布廠家15838056980為紡粘非織造布，貼合皮膚使佩戴舒適，具有吸濕作用；中間層是熔噴聚丙烯非織造布，是核心部件，起主要的過(guò)濾防護(hù)作用；外層為紡粘非織造布，有阻水作用，可防止飛沫以及過(guò)濾較大顆粒。
圖1 口罩的SMS結(jié)構(gòu)
紡粘非織造布和熔噴非織造布的差異主要來(lái)源于制作工藝。
紡粘非織造布是將聚合物在其熔點(diǎn)以上溫度條件下從噴絲板細(xì)孔擠出，冷卻細(xì)化成絲狀固體，同時(shí)經(jīng)過(guò)分絲鋪網(wǎng)和加固的工藝過(guò)程而制得的一類非織造布。熔噴非織造布是利用高速熱空氣對(duì)模頭噴絲孔擠出的聚合物熔體細(xì)流進(jìn)行拉伸，形成超細(xì)纖維并凝聚在凝網(wǎng)簾或滾筒上，并依靠自身粘合而形成的。
目前我們所使用的口罩中都是聚丙烯熔噴布。這是因?yàn)橐跃郾樵先蹏姾笊瑟?dú)特的超細(xì)纖維（約1～10μm），纖維在空間靠自身黏合和纏結(jié)形成的三維曲徑結(jié)構(gòu)無(wú)紡布廠家15838056980與傳統(tǒng)織物和梳理成網(wǎng)非織造物中的纖維分布截然不同，它具有更大的比表面積，更高的孔隙率，微孔結(jié)構(gòu)曲折，對(duì)固體顆粒具有較強(qiáng)的吸附作用；加上聚丙烯無(wú)毒、質(zhì)地輕、柔韌性好、耐腐蝕、價(jià)格低廉等，十分適合制作過(guò)濾材料，可作為核心部件，起最主要的過(guò)濾防護(hù)作用。
靜電駐極處理的聚丙烯熔噴布
研究表明，經(jīng)靜電駐極處理后的熔噴布，可在不增加過(guò)濾阻力情況下提高過(guò)濾效率，通過(guò)靜電吸附作用實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中0.3μm微塵粒子的有效過(guò)濾，對(duì)有害顆粒和大多數(shù)細(xì)菌均起到很好的隔離作用。
但是,當(dāng)熔噴布表面的電荷減少時(shí),其靜電吸附作用將不明顯。因此,如何保證口罩在佩戴過(guò)程中其熔噴布的電荷持久穩(wěn)定,是實(shí)現(xiàn)口罩防護(hù)效果的關(guān)鍵科學(xué)問題。電暈充電能夠使駐極體表面的電荷分布更均勻,因而工業(yè)上經(jīng)常采用電暈充電無(wú)紡布廠家15838056980的方式制造PP熔噴布駐極體。
PP駐極體的電荷穩(wěn)定性也受充電過(guò)程和存放過(guò)程中的環(huán)境因素、PP自身的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和纖維結(jié)構(gòu)影響。充電完成后存放過(guò)程中的環(huán)境濕度是決定電荷壽命的關(guān)鍵因素，PP材料中的電荷會(huì)在高濕度的情況下衰減,并且濕度越大衰減越快。研究表明，當(dāng)相對(duì)濕度超過(guò)55%時(shí),電荷衰減速度明顯加快,也就是說(shuō),相對(duì)濕度55%以下的環(huán)境有利于PP駐極體電荷的儲(chǔ)存。
口罩的過(guò)濾機(jī)理
口罩發(fā)揮過(guò)濾作用的機(jī)理如下：
1.重力沉降效應(yīng)：大顆粒物質(zhì)在氣流中受重力影響沉降到過(guò)濾材料上，從氣流中分離。
2.慣性撞擊效應(yīng)：當(dāng)氣流繞過(guò)阻擋在氣流前方的濾材纖維時(shí)，較高質(zhì)量的顆粒物受慣性影響無(wú)法及時(shí)跟隨氣流，會(huì)偏離氣流方向，撞到濾材纖維上被過(guò)濾下來(lái)
3.攔截效應(yīng)：顆粒物質(zhì)量較小，可以完全沿著氣流方向運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)顆粒的半徑無(wú)紡布廠家15838056980大于氣流與濾料纖維之間的距離時(shí)，纖維直接捕獲顆粒物，大粒徑的粒子主要靠攔截效應(yīng)實(shí)現(xiàn)過(guò)濾功能，濾料內(nèi)部纖維的直徑及分布密度與大顆粒粒子的過(guò)濾效率成正比。
4.擴(kuò)散效應(yīng)：受空氣分子熱運(yùn)動(dòng)影響，極其微小的顆粒受到空氣分子的撞擊，不斷改變運(yùn)動(dòng)方向，呈現(xiàn)布朗運(yùn)動(dòng)，隨機(jī)性地接觸到濾材纖維被過(guò)濾下來(lái)。
5.靜電效應(yīng)：如果濾料纖維帶有靜電，無(wú)論氣流中的顆粒物本身是否帶電，當(dāng)它們靠近濾材纖維時(shí)就容易受靜電吸引而被過(guò)濾。靜電作用可以在不增加氣流阻力的前提下提高過(guò)濾效率。
上述五種作用中，慣性撞擊和攔截作用對(duì)大顆粒物影響大，隨著顆粒物粒徑減小這種作用降低；而小顆粒物更容易受擴(kuò)散作用和靜電作用的影響，顆粒物粒徑越大，擴(kuò)散作用和靜電作用則逐漸降低。由于在過(guò)濾過(guò)程中粒子粒徑往無(wú)紡布廠家15838056980往分布較寬，成份復(fù)雜，因此熔噴非織造布往往是通過(guò)以上幾種機(jī)理協(xié)同發(fā)揮過(guò)濾作用
日常生活中的注意事項(xiàng)口罩在佩戴時(shí)會(huì)積累一定量的水份,這些水份中的離子濃度會(huì)高一些,可能會(huì)加快電荷的耗散;空氣中的粒子在不斷地被口罩纖維攔截的過(guò)程中也可能會(huì)消解一部分口罩中的電荷;佩戴過(guò)程中的反復(fù)呼吸以及摘戴,也可能會(huì)對(duì)纖維堆積結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部擴(kuò)孔的影響。
研究表明，一次性醫(yī)用口罩在佩戴一天后過(guò)濾效率下降近5%，其中14–50 nm顆粒過(guò)濾效率下降更明顯；隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)口罩被污染的風(fēng)險(xiǎn)亦會(huì)變高，應(yīng)及時(shí)予以更換。
此外，盡量不要長(zhǎng)時(shí)間佩戴口罩。人的鼻腔黏膜血液循環(huán)非常旺盛，鼻腔里的通道又很曲折，鼻毛構(gòu)起一道過(guò)濾的“屏障”。當(dāng)空氣吸入鼻孔時(shí)，氣流在曲折的通道中形成一股旋渦，使吸入鼻腔的氣流得到加溫。如果長(zhǎng)期戴口罩，會(huì)使鼻黏膜變得脆弱，失去了鼻腔的原有生理功能。
參考文獻(xiàn)
[1]孫立森,劉莎莎,張晉芬,王琳,劉永梅.日常使用方式對(duì)一次性醫(yī)用口罩微觀結(jié)構(gòu)和過(guò)濾效率的影響[J].大學(xué)化學(xué),2020,35(12):94-100.
[2]郭開銀,張超.口罩用聚丙烯熔噴布專利技術(shù)分析[J].科技與創(chuàng)新,2021(15):130-133.
[3]侯冠一,武文杰,萬(wàn)海肖,張至宇,高科,李賽,劉銘暉,胡水,張世甲,田洪池,孫曉麗,王東,王丹,劉軍,盧詠來(lái),張立群.口罩聚丙烯熔噴布的靜電機(jī)理及其影響因素的研究進(jìn)展[J].高分子通報(bào),2020(08):1-22.
撰稿：薛丹丹
校對(duì)：徐世怡、莫文霞、丁再青