Cales son as razóns da ciencia dos materiais que explican o uso de diferentes tipos demáscaras?Estendéndose aínda máis ao equipo de protección individual (EPI), que materiais poliméricos especiais e procesos de fabricación están implicados?
De que material están feitas as máscaras?
Por que hai tanta diferenza entre as diferentes máscaras? Mentres escribía, cortei unha máscara de carbón activado de catro capas que se usa habitualmente no laboratorio para descubrir como é por dentro:
Como podemos ver, a máscara está dividida en catro capas. As dúas capas máis externas son dous materiais semellantes a tea, a capa negra é carbón activado e a outra é densa, que se asemella un pouco a unha servilleta. Despois de buscar algúns datos, fai unha pequena análise para comprender que, ademais da capa central de carbón activado, as outras tres capas son un tipo de material chamado tecido non tecido. O tecido non tecido (nome inglés: non-woven Fabric ou Nonwoven cloth) tamén se chama tecido non tecido e está feito de fibras dirixidas ou aleatorias. Chámase tea pola súa aparencia e certas propiedades.
Existen moitos tipos de procesos de fabricación para tecidos non tecidos, incluíndo o proceso de fiado por inxección, o proceso de fusión por pulverización, o proceso de laminación en quente, o proceso de fiado, etc. As fibras en bruto que se poden usar son principalmente polipropileno (PP) e poliéster (PET). Ademais, hai nailon (PA), fibra de viscosa, fibra acrílica, fibra de polipropileno (HDPE), PVC, etc.
Na actualidade, a maioría dos tecidos non tecidos do mercado prodúcense mediante o método de fiado por unión. Este método forma un filamento continuo extruíndoo e estirando o polímero, logo o filamento colócase nunha rede e a rede de fibra únese por si mesma, mediante unión térmica, unión química ou reforzo mecánico, de xeito que a rede de fibra se converte en non tecido. Os tecidos non tecidos fiados por unión son fáciles de identificar. Xeralmente, o punto de laminación dos tecidos non tecidos fiados por unión ten forma de diamante.
Outro proceso común de fabricación de tecidos non tecidos chámase tecido non tecido con agullas. O principio de fabricación é perforar repetidamente a rede de fibra cos bordos con púas e os bordos da sección triangular (ou outras seccións). Cando a púa atravesa a rede, forza a superficie e a capa interior local da rede cara a dentro da rede. Debido á fricción entre as fibras, a rede esponxosa orixinal comprímese. A medida que a agulla sae da rede, os fíos quedan atrás polas púas, de xeito que moitos dos fíos se enredan na rede e non poden volver ao seu estado esponxoso orixinal. Despois de moitas veces de agullas, moitos feixes de fibras se perforan na rede de fibra e as fibras da rede se enredan entre si, formando así o material non tecido de agullas con certa resistencia e grosor.
Pero os poros dos dous tecidos non tecidos son demasiado grandes para fins médicos como para illar virus a uns 100 nm.
Polo tanto, a capa intermedia da máscara cirúrxica xeral está feita de tecido non tecido por pulverización fundida. A produción de tecido non tecido por pulverización fundida consiste primeiro en introducir o masterbatch de polímero (xeralmente polipropileno) na extrusora e fundilo na extrusora a unha temperatura duns 240 ℃ (para PP). A masa fundida pasa pola bomba dosificadora e chega ao cabezal do molde de inxección. Cando o polímero recentemente formado se extrúe da fiadora, o extremo do aire comprimido ACÚA sobre o polímero e atrae o filamento quente a 1~10 m de diámetro a unha velocidade do aire superior á do son (550 m/s). Segundo as súas propiedades físicas, esta rede chámase rede de microfibra. Estas fibras ultrafinas cunha capilaridade única aumentan o número e a superficie das fibras por unidade de área, facendo así que os tecidos pulverizados por fusión teñan boas propiedades de filtración, blindaxe, illamento e absorción de aceite. Pódese usar en aire, material de filtración de líquidos, material de illamento, material de máscara e outros campos.
O mecanismo de filtrado da máscara médica é a difusión browniana, a intercepción, a colisión inercial, o asentamento gravitacional e a adsorción electrostática. Os catro primeiros son factores físicos, que son as características naturais dos tecidos non tecidos producidos por pulverización fundida. A propiedade de filtrado é de aproximadamente o 35 %. Isto non está á altura dos requisitos da máscara médica. Necesitamos realizar un tratamento estacionario no material, facer que a fibra leve carga eléctrica e usar electrostática para capturar o aerosol no que se atopa o novo coronavirus.
O novo aerosol (aerosol) de coronavirus foi capturado pola adsorción do novo coronavirus a través da forza de Coulomb dunha fibra cargada. O principio é facer que a superficie do material filtrante sexa máis aberta, a capacidade de captura das partículas sexa forte e a densidade de carga aumente, a adsorción de partículas e o efecto de polarización sexan máis fortes, polo que a capa filtrante de material filtrante non tecido fundido por soprado ten que pasar para tratar, non pode cambiar baixo a premisa da resistencia respiratoria, alcanzando unha filtrabilidade do 95%, para ser eficaz contra o virus.
Despois dalgunha investigación, teño unha comprensión xeral da composición da máscara na miña man: a capa exterior está feita de tecido non tecido perforado con agulla de PP, e a capa intermedia é unha capa de carbón activado e unha capa de tecido pulverizado fundido de PP.
Data de publicación: 29 de agosto de 2020