放大100倍看N95熔噴布,病毒為何透過不去?


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N95口罩:強大的95%過濾效率


N95口罩能夠過濾絕大部分的霧霾、灰塵、花粉、流感病毒、汽車尾氣中的煙塵等,過濾效率至少要達到95%。N代表not resistant to oil,即不防油,95代表0.3微米顆粒進行測試時的過濾效率水平。


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帶呼吸閥的N95口罩100倍放大看口罩熔噴布


將N95口罩剪開後,可以看到其內部結構主要有三層,其中起到阻隔作用的關鍵層,就是現在市場上炒到29萬/噸的熔噴布了。


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我們將熔噴層放大100倍後觀察熔噴布,可以看到熔噴布由無數超細纖維互相交叉,搭接成緻密的網絡。


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放大100倍(口罩熔噴布,奧林巴斯顯微鏡拍攝)


其中,每根纖維粗細大概是1~5微米之間,纖維之間錯綜複雜,可以阻止粉塵、病毒和細菌微沫等進入,同時保持呼氣透過的孔洞,因此,既滿足了過濾效率,同時滿足了呼吸阻力的要求。


沒有對比就沒有傷害,再取一下普通無紡布的做一下對比,在顯微鏡下,雖然纖維看起來更加均勻,漂亮,但是纖維的直徑在20微米以上,並且空隙要大的多,以此,無紡布有效阻隔病毒、細菌和小顆粒粉塵。


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放大100倍(普通無紡布,奧林巴斯顯微鏡拍攝)


N95口罩布:靜電附加(駐極處理)


N95口罩熔噴層,纖維細密還不夠,還需要增加靜電,通過進行駐極放電處理來。在一定範圍內容,外加電壓(駐極電壓),電壓越大,電荷的被束縛的越牢靠,由此過濾效率也就越高。


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熔噴布駐極放電處理


駐極處理:駐極母粒


熔噴布的表面電荷會隨著時間而衰減,加入駐極母粒後,衰減的時間大大延長了,隨著駐極母粒添加量適當增加,電荷保持率也越長,不同駐極母粒配方衰減率不同。


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備註: 來自文獻,用於說明電荷衰減問題


駐極母粒(通常加入2-3%),將聚丙烯超細纖維的正負電荷分開,並固定住,使電荷存儲更長的時間。


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極化的纖維


駐極母粒生產企業很少,多是給熔噴布配套的母粒廠,規模通常不大。長期生產積累了經驗,配方從助劑、基礎樹脂選擇、造粒溫度、螺桿組合、熔指控制,助劑含量等進行了大量摸索試驗,並結合駐極處理,優化了過濾性能、過濾阻力等指標,做的熔噴布也放置了半年、1年、2年甚至更久再測試過濾性能等指標。通過熔噴布廠,客戶渠道,蒐集了市場上反饋較好的駐極母粒廠家,僅供參考,具體應用還與廠家的熔噴設備、工藝及配方有關。


表1.國內駐極母粒廠家(待更新)


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N95口罩的保養——靜電的天敵駐極後的電荷,隨著時間的推移,束縛力減弱,電荷會遊走,極化效果減弱。隨著時間的流逝,靜電會慢慢消失,這也是為何N95口罩是有保質期的,一般的保質期是五年左右。N95口罩最怕的是水,保養秘訣就是遠離水。N95口罩在防護的過程中,顆粒被吸附,靜電被消耗。所以,用了一段時間之後,吸附了大量的顆粒,把靜電消耗完畢,不再具有額外的靜電來吸附顆粒了。這也是為何,用過的N95口罩不能重複利用的原因。


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