Якія матэрыялазнаўчыя прычыны выкарыстання розных тыпаўмаскіКалі казаць пра сродкі індывідуальнай абароны (СІА), якія спецыяльныя палімерныя матэрыялы і вытворчыя працэсы выкарыстоўваюцца?
З якога матэрыялу вырабляюць маскі?
Чаму паміж рознымі маскамі такая вялікая розніца? Калі я пісаў, я разрэзаў чатырохслаёвую маску з актываванага вугалю, якая звычайна выкарыстоўваецца ў лабараторыі, каб даведацца, што ў яе ўнутры:
Як бачым, маска падзелена на чатыры пласты. Два знешнія пласты — гэта два матэрыялы, падобныя на тканіну, чорны пласт — гэта актываваны вугаль, а другі — шчыльны, трохі падобны на сурвэтку. Пасля пошуку некаторых дадзеных, каб зразумець, акрамя сярэдняга пласта з актываванага вугалю, астатнія тры пласты — гэта від матэрыялу, які называецца нетканым матэрыялам. Нетканы матэрыял (англійская назва: non-woven Fabric або Nonwoven cloth) таксама называецца нетканым матэрыялам, які вырабляецца з накіраваных або выпадковых валокнаў. Яго называюць тканінай з-за яго знешняга выгляду і пэўных уласцівасцей.
Існуе мноства відаў вытворчых працэсаў для нетканых матэрыялаў, у тым ліку працэс прадзення, працэс плаўлення і распылення, працэс гарачай пракаткі, працэс прадзення і гэтак далей. У якасці сырых валокнаў можна выкарыстоўваць у асноўным поліпрапілен (ПП) і поліэстэр (ПЭТ). Акрамя таго, існуюць нейлон (ПА), віскознае валакно, акрылавае валакно, поліпрапіленавае валакно (ПНД), ПВХ і г.д.
У цяперашні час большасць нетканых матэрыялаў на рынку вырабляюцца метадам спанбонд. Пры гэтым метаде бесперапыннае валакно фармуецца шляхам экструзіі і расцяжэння палімера, затым валакно ўкладваецца ў сетку, а валакністая сетка злучаецца самастойна, тэрмічным звязваннем, хімічным звязваннем або механічным армаваннем, так што валакністая сетка становіцца нетканым матэрыялам. Нетканыя матэрыялы, вырабленыя метадам спанбонд, лёгка ідэнтыфікаваць. Як правіла, кропка скручвання нетканых матэрыялаў, вырабленых метадам спанбонд, мае форму ромба.
Яшчэ адзін распаўсюджаны працэс вытворчасці нетканага матэрыялу называецца прашываннем нетканага матэрыялу. Прынцып вытворчасці заключаецца ў шматразовым праколванні валакністай сеткі калючымі краямі і краямі трохкутнай секцыі (або іншых секцый). Калі калючка праходзіць праз сетку, яна ўціскае паверхню і мясцовы ўнутраны пласт сеткі ў сетку. З-за трэння паміж валокнамі першапачатковая пухнатая сетка сціскаецца. Калі іголка выходзіць з сеткі, ніткі застаюцца за калючкамі, так што многія з іх заблытваюцца ў сетцы і не могуць вярнуцца ў свой першапачатковы пухнаты стан. Пасля шматлікіх прашыванняў у валакністай сетцы праколваецца даволі шмат пучкоў валокнаў, і валокны ў сетцы заблытваюцца адно з адным, утвараючы нетканы матэрыял для прашывання з пэўнай трываласцю і таўшчынёй.
Але пары гэтых двух нетканых матэрыялаў занадта вялікія для медыцынскіх мэтаў, каб вылучыць вірусы з памерам каля 100 нм.
Такім чынам, прамежкавы пласт агульнай хірургічнай маскі вырабляюць з нетканага палатна метадам распылення з расплаву. Вытворчасць нетканага палатна, нанесенага метадам распылення з расплаву, спачатку заключаецца ў тым, каб змясціць палімерную мацарэлу (звычайна поліпрапілен) у экструдар і расплавіць яе ў экструдары пры тэмпературы каля 240 ℃ (для ПП). Расплав праходзіць праз дазатарны помпа і дасягае галоўкі ліццёвай формы. Калі новаўтвораны палімер экструдуецца з фільеры, канец сціснутага паветра ўздзейнічае на палімер і выцягвае гарачую нітку да дыяметра 1~10 м з хуткасцю паветра вышэйшай за хуткасць гуку (550 м/с). Згодна са сваімі фізічнымі ўласцівасцямі, такая сетка называецца сеткай з мікрафібры. Гэтыя ультратонкія валокны з унікальнай капілярнасцю павялічваюць колькасць і плошчу паверхні валокнаў на адзінку плошчы, што робіць тканіны, нанесеныя метадам распылення з расплаву, добрымі ўласцівасцямі фільтрацыі, абароны, ізаляцыі і паглынання алею. Яе можна выкарыстоўваць у паветраных, вадкасных фільтруючых матэрыялах, ізаляцыйных матэрыялах, матэрыялах для масак і іншых галінах.
Механізм фільтрацыі медыцынскай маскі складаецца з броўнаўскай дыфузіі, перахопу, інерцыйнага сутыкнення, гравітацыйнага асядання і электрастатычнай адсорбцыі. Першыя чатыры фактары - гэта фізічныя, якія з'яўляюцца натуральнымі ўласцівасцямі нетканых матэрыялаў, вырабленых метадам плаўлення і распылення. Фільтруючая ўласцівасць складае каля 35%. Гэта не адпавядае патрабаванням медыцынскай маскі. Нам трэба праводзіць стацыянарную апрацоўку матэрыялу, прымушаць валакно несці электрычны зарад і выкарыстоўваць электрастатыку для захопу аэразоля, у якім знаходзіцца новы каранавірус.
Аэразоль (аэразоль) новага каранавіруса быў захоплены шляхам адсорбцыі новага каранавіруса з дапамогай кулонаўскай сілы зараджанага валакна. Прынцып заключаецца ў тым, каб зрабіць паверхню фільтруючага матэрыялу больш адкрытай, здольнасць захопліваць часціцы была моцнай, а шчыльнасць зарада павялічвалася, адсорбцыя часціц і эфект палярызацыі ўзмацняліся, таму фільтруючы пласт з нетканага фільтруючага матэрыялу, атрыманага метадам расплаву, павінен праходзіць выпрабаванні, не можа змяняцца пры ўмове супраціву дыханню, дасягае 95% фільтруемасці, каб быць эфектыўным супраць віруса.
Пасля некаторых даследаванняў я атрымаў агульнае ўяўленне пра склад маскі: вонкавы пласт выраблены з іголкапрабіўной нетканай тканіны з поліпрапілену, а прамежкавы пласт - гэта пласт актываванага вугалю і пласт расплавленай тканіны з поліпрапілену.
Час публікацыі: 29 жніўня 2020 г.