Wat is die materiaalwetenskaplike redes agter die gebruik van verskillende tipesmaskersWat persoonlike beskermende toerusting (PPE) betref, watter spesiale polimeermateriale en vervaardigingsprosesse is betrokke?
Van watter materiaal word maskers gemaak?
Waarom is daar so 'n groot verskil tussen verskillende maskers? Toe ek geskryf het, het ek 'n vierlaag-geaktiveerde houtskoolmasker wat algemeen in die laboratorium gebruik word, oopgesny om uit te vind hoe dit binne is:
Soos ons kan sien, is die masker in vier lae verdeel. Die buitenste twee lae is twee lapagtige materiale, die swart laag is geaktiveerde koolstof, en die ander een is dig, wat 'n bietjie soos 'n servet is. Nadat jy 'n paar data nagegaan het om te verstaan, is die ander drie lae, benewens die middelste laag geaktiveerde koolstof, 'n soort materiaal wat nie-geweefde materiaal genoem word. Nie-geweefde materiaal (Engelse naam: nie-geweefde materiaal of nie-geweefde lap) word ook nie-geweefde materiaal genoem, wat van gerigte of ewekansige vesels gemaak is. Dit word lap genoem as gevolg van sy voorkoms en sekere eienskappe.
Daar is baie soorte vervaardigingsprosesse vir nie-geweefde materiale, insluitend spingebonde prosesse, smeltspuitprosesse, warmrolprosesse, spinprosesse, ensovoorts. Die rou vesels wat gebruik kan word, is hoofsaaklik polipropileen (PP) en poliëster (PET). Daarbenewens is daar nylon (PA), viskose vesel, akrielvesel, polipropileenvesel (HDPE), PVC, ens.
Tans word die meeste nie-geweefde materiale op die mark vervaardig deur die spingebonde metode. Hierdie metode vorm 'n deurlopende filament deur die polimeer te ekstrudeer en te rek, dan word die filament in 'n net gelê, en die veselenet word dan op sigself gebind, termies gebonde, chemies gebonde of meganies versterk, sodat die veselenet nie-geweef word. Spingebonde nie-geweefde materiale is maklik om te identifiseer. Oor die algemeen is die rolpunt van spingebonde nie-geweefde materiale diamantvormig.
Nog 'n algemene nie-geweefde vervaardigingsproses word naaldwerk van nie-geweefde materiaal genoem. Die vervaardigingsbeginsel is om die veselenet herhaaldelik met die weerhaakrande en rande van die driehoekige gedeelte (of ander gedeeltes) te deurboor. Wanneer die weerhaak deur die netwerk gaan, forseer dit die oppervlak en plaaslike binneste laag van die netwerk in die netwerk. As gevolg van die wrywing tussen die vesels word die oorspronklike sagte netwerk saamgepers. Soos die naald die net verlaat, word die drade deur die weerhaak agtergelaat, sodat baie van die drade in die net verstrengel raak en nie na hul oorspronklike sagte toestand kan terugkeer nie. Na baie kere se naaldwerk word heelwat veselbondels in die veselenet deurboor, en die vesels in die net raak met mekaar verstrengel, wat die naaldwerk-nie-geweefde materiaal met 'n sekere sterkte en dikte vorm.
Maar die porieë van die twee nie-geweefde materiale is te groot vir mediese doeleindes om virusse teen ongeveer 100 nm te isoleer.
Daarom word die tussenlaag van die algemene chirurgiese masker van nie-geweefde materiaal gemaak deur middel van smeltspuit. Die produksie van smeltspuit-nie-geweefde materiaal is eerstens om die polimeer-meestermengsel (gewoonlik polipropileen) in die ekstruder te plaas en dit in die ekstruder te smelt by 'n temperatuur van ongeveer 240 ℃ (vir PP). Die smelt gaan deur die doseerpomp en bereik die inspuitingvormkop. Wanneer die nuutgevormde polimeer uit die spindop geëxtrudeer word, werk die punt van die saamgeperste lug op die polimeer en trek die warm filament tot 1 ~ 10 m in deursnee teen 'n lugsnelheid hoër as klank (550 m / s). Volgens sy fisiese eienskappe word so 'n net 'n mikrofibernet genoem. Hierdie ultrafyn vesels met unieke kapillariteit verhoog die aantal en oppervlakte van vesels per eenheidsoppervlakte, waardeur die smeltspuitstowwe goeie filtrasie-, afskermings-, isolasie- en olie-absorpsie-eienskappe het. Dit kan in lug, vloeibare filtrasiemateriaal, isolasiemateriaal, maskermateriaal en ander velde gebruik word.
Die filtermeganisme van mediese maskers is Brownse diffusie, onderskepping, traagheidsbotsing, swaartekragversakking en elektrostatiese adsorpsie. Die eerste vier is alles fisiese faktore, wat die natuurlike eienskappe van nie-geweefde materiale is wat deur smeltspuit vervaardig word. Die filtereienskap is ongeveer 35%. Dit voldoen nie aan die vereistes van mediese maskers nie. Ons moet stilstaande behandeling op die materiaal uitvoer, die vesel elektriese lading laat dra, en elektrostatiese straling gebruik om die aërosol waarin die nuwe koronavirus is, vas te vang.
Nuwe Koronavirus-aërosol (aërosol) is vasgevang deur nuwe koronavirus-adsorpsie deur Coulomb-krag van gelaaide vesel. Die beginsel is om die filtermateriaal se oppervlak oop te maak, die deeltjies se vasvangvermoë sterk te maak, en die ladingsdigtheid toe te neem, die adsorpsie van deeltjies en die polarisasie-effek sterker te maak, sodat die filterlaag van smeltgeblaasde nie-geweefde filtermateriaal, wat moet slaag om te hanteer, nie kan verander onder die uitgangspunt van respiratoriese weerstand nie, 95% filtreerbaarheid bereik, om effektief teen die virus te wees.
Na 'n bietjie navorsing het ek 'n algemene begrip van die samestelling van die masker in my hand: die buitenste laag is gemaak van naaldgeponste nie-geweefde materiaal van PP, en die tussenlaag is 'n geaktiveerde koolstoflaag en 'n PP-smeltspuitdoeklaag.
Plasingstyd: 29 Augustus 2020