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N95口罩是什么材料做成的?

時(shí)間:2020-05-17 09:58 閱讀:1072 來源:互聯(lián)網(wǎng)

截止今日,國內(nèi)疫情已經(jīng)到了刻不容緩的時(shí)刻了,為防止疫情繼續(xù)傳染,口罩現(xiàn)在已經(jīng)成為了人手必備的物品了。

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那么口罩為什么能夠阻擋病毒的傳播呢?它又是什么樣的材質(zhì)呢?

我們通常說口罩是無紡布材料,無紡布是相對(duì)紡織布來說,就是非紡織的布,是由定向的或隨機(jī)的纖維而構(gòu)成。

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具體到口罩上,其原料全部都是聚丙烯(Polypropylene,簡稱PP),醫(yī)療用口罩一般都是多層結(jié)構(gòu),一般簡稱為SMS結(jié)構(gòu),示意圖見圖一和圖二。

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而我們經(jīng)常說的幾層口罩,在口罩的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32610中并沒有規(guī)定,如果是醫(yī)療用口罩,至少應(yīng)該是3層,即我們說的SMS(2層S層和1層M層),目前國內(nèi)最高的層數(shù)是5層,即SMMMS(2層S層和3層M層),做口罩并不難,比較難的是做SMMMS布,一臺(tái)進(jìn)口的無紡布設(shè)備價(jià)格都是上億元,筆者見過最貴的一臺(tái)醫(yī)療無紡布設(shè)備是5億人民幣。

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這里面的S表示紡粘層(Spunbond),其纖維直徑比較粗,在20微米(μm)左右,2層S紡粘層主要作用是支撐整個(gè)無紡布結(jié)構(gòu),對(duì)阻隔并沒有太大的作用。

口罩里面最重要的是阻隔層或則熔噴層M(Meltblown),熔噴層的纖維直徑比較細(xì),在2微米(μm)左右,所以只有紡粘層直徑的十分之一,這個(gè)對(duì)防止細(xì)菌、血液滲透其至關(guān)重要的作用。

如果S紡粘層過多,口罩就比較硬,而熔噴層M過多,則呼吸比較困難,所以從口罩呼吸的難易程度可以判斷口罩的隔絕效果,呼吸越困難,則阻隔效果更好,但是,如果M層變?yōu)楸∧?,就基本上不能呼吸了,病毒是阻隔了,人也快不行了,所以,這也是一個(gè)技術(shù)問題。

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為了更能說明問題,我們將紡粘層S纖維,熔噴層M纖維和頭發(fā)做一個(gè)對(duì)比圖如下,頭發(fā)直徑的1/3,接近紡粘層纖維,而頭發(fā)直徑的1/30,和熔噴層M纖維直徑接近了,當(dāng)然,研發(fā)人員還在開發(fā)更細(xì)的纖維,來保證更好的抗菌阻隔性。

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前面提到,M層越細(xì),就越能阻擋細(xì)菌等微小顆粒的進(jìn)入,比如N95,就是指在正常情況下,能阻擋95%的微小顆粒(0.3微米),按照醫(yī)用防護(hù)口罩國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19083要求,在氣體流量為85L/min情況下,口罩對(duì)非油性顆粒過濾效率符合下表要求:

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表1:醫(yī)用防護(hù)口罩過濾等級(jí)

從上面的解釋來說,N95實(shí)際上就是用聚丙烯無紡布SMMMS制作成的能過濾95%微細(xì)顆粒的5層口罩。

最后我們從材料角度來看看分別對(duì)S紡粘層和M熔噴層都有哪些要求:

M層:熔噴層

材料要求:高流動(dòng)性

推薦材料:國產(chǎn)材料如山東道恩降解法聚丙烯:Z-1400,Z1500,進(jìn)口如巴塞爾公司的茂金屬聚丙烯HP461Y,MF650Y。

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S層:紡粘層

材料要求:高強(qiáng)度

推薦材料:熔體指數(shù)在25~60聚丙烯,比如??松梨贓xxon-Mobile的和上海賽科的2040都是很好的紡粘材料,如S2040性能指標(biāo)如下:

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