Koji su razlozi nauke o materijalima koji stoje iza upotrebe različitih vrstamaskeŠto se tiče lične zaštitne opreme (LZO), koji su specijalni polimerni materijali i proizvodni procesi uključeni?
Od kojeg materijala su napravljene maske?
Zašto postoji tako velika razlika između različitih maski? Dok sam pisao, otvorio sam četveroslojnu masku od aktivnog uglja koja se obično koristi u laboratoriji kako bih saznao kakva je unutra:
Kao što vidimo, maska je podijeljena u četiri sloja. Dva vanjska sloja su od materijala sličnih tkanini, crni sloj je od aktivnog uglja, a drugi je od gustog materijala, koji pomalo podsjeća na salvetu. Nakon pregleda nekih podataka, shvatit ćemo da, pored srednjeg sloja aktivnog uglja, ostala tri sloja su vrsta materijala koji se naziva netkani materijal. Netkani materijal (engleski naziv: non-woven Fabric ili Nonwoven cloth) se naziva i netkani materijal, a napravljen je od usmjerenih ili nasumičnih vlakana. Naziva se tkaninom zbog svog izgleda i određenih svojstava.
Postoji mnogo vrsta proizvodnih procesa za netkane tkanine, uključujući proces spunbondinga, proces topljenja prskanjem, proces vrućeg valjanja, proces predenja i tako dalje. Sirova vlakna koja se mogu koristiti su uglavnom polipropilen (PP) i poliester (PET). Pored toga, tu su najlon (PA), viskozna vlakna, akrilna vlakna, polipropilenska vlakna (HDPE), PVC itd.
Trenutno se većina netkanih tkanina na tržištu proizvodi metodom spunbondinga. Ova metoda formira kontinuirani filament ekstrudiranjem i istezanjem polimera, zatim se filament polaže u mrežu, a vlaknasta mreža se zatim sama veže, termičkim vezivanjem, hemijskim vezivanjem ili mehaničkim ojačanjem, tako da vlaknasta mreža postaje netkana. Spunbond netkane tkanine je lako prepoznati. Općenito, tačka valjanja spunbond netkanih tkanina je u obliku dijamanta.
Drugi uobičajeni proces proizvodnje netkanog materijala naziva se iglanje netkanog materijala. Princip proizvodnje je višestruko probijanje mreže vlakana bodljikavim rubovima i rubovima trokutastog dijela (ili drugih dijelova). Kada bodlja prolazi kroz mrežu, ona prisiljava površinu i lokalni unutrašnji sloj mreže u mrežu. Zbog trenja između vlakana, originalna pahuljasta mreža se komprimira. Kada igla izlazi iz mreže, niti ostaju iza bodlji, tako da se mnoge niti zapliću u mrežu i ne mogu se vratiti u svoje prvobitno pahuljasto stanje. Nakon mnogo puta iglanja, popriličan broj snopova vlakana se probije u mrežu vlakana, a vlakna u mreži se međusobno zapliću, formirajući tako iglani netkani materijal određene čvrstoće i debljine.
Ali pore dva netkana materijala su prevelike za medicinske svrhe da bi se izolovali virusi na oko 100 nm.
Stoga se međusloj opće hirurške maske izrađuje od netkanog platna postupkom prskanja topljenjem. Proizvodnja netkanog platna prskanjem topljenjem prvo se sastoji od stavljanja polimerne masterbatch smjese (obično polipropilena) u ekstruder i njegovog topljenja u ekstruderu na temperaturi od oko 240 ℃ (za PP). Talina prolazi kroz dozirnu pumpu i dolazi do glave kalupa za ubrizgavanje. Kada se novonastali polimer ekstrudira iz mlaznice, kraj komprimiranog zraka DJELUJE na polimer i izvlači vruću nit do promjera od 1~10 m brzinom zraka većom od brzine zvuka (550 m/s). Prema svojim fizičkim svojstvima, takva mreža se naziva mreža od mikrovlakana. Ova ultrafina vlakna s jedinstvenom kapilarnošću povećavaju broj i površinu vlakana po jedinici površine, čime tkanine prskane topljenjem imaju dobra svojstva filtracije, zaštite, izolacije i apsorpcije ulja. Može se koristiti u materijalima za filtriranje zraka, tekućina, izolacijskim materijalima, materijalima za maske i drugim poljima.
Mehanizam filtriranja medicinske maske je Brownova difuzija, presretanje, inercijalni sudar, gravitacijsko slijeganje i elektrostatička adsorpcija. Prva četiri su fizički faktori, koji su prirodne karakteristike netkanih materijala proizvedenih topljenjem spreja. Svojstvo filtriranja je oko 35%. To nije u skladu sa zahtjevima medicinske maske. Potrebno je provesti stacionarni tretman materijala, učiniti da vlakna nose električni naboj i koristiti elektrostatiku za hvatanje aerosola u kojem se nalazi novi koronavirus.
Aerosol (aerosol) novog koronavirusa uhvaćen je adsorpcijom novog koronavirusa putem kulonske sile nabijenih vlakana. Princip je da je površina filter materijala otvorenija, sposobnost hvatanja čestica je veća, a gustina naboja se povećava, adsorpcija čestica i efekat polarizacije su jači, tako da sloj filtera od netkanog filter materijala dobivenog metodom melt-blown mora proći kroz određene mjere, ne može se mijenjati pod pretpostavkom respiratornog otpora, postiže 95% filtrabilnosti, da bi bio efikasan protiv virusa.
Nakon malo istraživanja, imam opće razumijevanje sastava maske u ruci: vanjski sloj je napravljen od netkane tkanine bušene iglom od PP-a, a međusloj je sloj aktivnog uglja i sloj tkanine od PP melt spreja.
Vrijeme objave: 29. avg. 2020.