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工艺技术

放大100倍看N95熔喷布,病毒为何透过不去?

日期:2020-03-02来源:舟山震宇

N95口罩——强大的95%过滤效率

N95口罩能够过滤绝大部分的雾霾、灰尘、花粉、流感病毒、汽车尾气中的烟尘等,过滤效率至少要达到95%。N代表not resistant to oil,即不防油,95代表0.3微米颗粒进行测试时的过滤效率水平。

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带呼吸阀的N95口罩

N95口罩的内部结构

将N95口罩剪开后,可以看到其内部结构主要有三层,其中起到阻隔作用的关键层,就是现在市场上炒到29万/吨的熔喷布了。


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100倍放大看口罩熔喷布

 我们将熔喷层放大100倍后观察熔喷布,可以看到熔喷布由无数超细纤维互相交叉,搭接成致密的网络。


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放大100倍(口罩熔喷布,奥林巴斯显微镜拍摄)

其中,每根纤维粗细大概是1~5微米之间,纤维之间错综复杂,可以阻止粉尘、病毒和细菌微沫等进入,同时保持呼气透过的孔洞,因此,既满足了过滤效率,同时满足了呼吸阻力的要求。

没有对比就没有伤害,再取一下普通无纺布的做一下对比,在显微镜下,虽然纤维看起来更加均匀,漂亮,但是纤维的直径在20微米以上,并且空隙要大的多,以此,无纺布有效阻隔病毒、细菌和小颗粒粉尘。


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放大100倍(普通无纺布,奥林巴斯显微镜拍摄)




N95口罩布——静电附加(驻极处理)


N95口罩熔喷层,纤维细密还不够,还需要增加静电,通过进行驻极放电处理来。在一定范围内容,外加电压(驻极电压),电压越大,电荷的被束缚的越牢靠,由此过滤效率也就越高。



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熔喷布驻极放电处理


驻极处理——驻极母粒


熔喷布的表面电荷会随着时间而衰减,加入驻极母粒后,衰减的时间大大延长了,随着驻极母粒添加量适当增加,电荷保持率也越长,不同驻极母粒配方衰减率不同。



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备注:  来自文献,用于说明电荷衰减问题

驻极母粒(通常加入2-3%),将聚丙烯超细纤维的正负电荷分开,并固定住,使电荷存储更长的时间。


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 极化的纤维

驻极母粒生产企业很少,多是给熔喷布配套的母粒厂,规模通常不大。

长期生产积累了经验,配方从助剂、基础树脂选择、造粒温度、螺杆组合、熔指控制,助剂含量等进行了大量摸索试验,并结合驻极处理,优化了过滤性能、过滤阻力等指标,做的熔喷布也放置了半年、1年、2年甚至更久再测试过滤性能等指标。

通过熔喷布厂,客户渠道,搜集了市场上反馈较好的驻极母粒厂家,仅供参考,具体应用还与厂家的熔喷设备、工艺及配方有关。

  表1 国内驻极母粒厂家(待更新)


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备注:信息来自艾邦高分子、熔喷厂家推荐,仅供参考,不负任何法律责任


N95口罩的保养——静电的天敌

驻极后的电荷,随着时间的推移,束缚力减弱,电荷会游走,极化效果减弱。随着时间的流逝,静电会慢慢消失,这也是为何N95口罩是有保质期的,一般的保质期是五年左右。N95口罩最怕的是水,保养秘诀就是远离水。

N95口罩在防护的过程中,颗粒被吸附,静电被消耗。所以,用了一段时间之后,吸附了大量的颗粒,把静电消耗完毕,不再具有额外的静电来吸附颗粒了。这也是为何,用过的N95口罩不能重复利用的原因。


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