Milyen anyagtudományi okok állnak a különböző típusú anyagok használata mögött?maszkok?Továbbá a személyi védőfelszerelésekre (PPE) vonatkozóan, milyen speciális polimer anyagokról és gyártási folyamatokról van szó?
Milyen anyagból készülnek a maszkok?
Miért van ekkora különbség a különböző maszkok között? Írás közben felvágtam egy négyrétegű, laboratóriumban általánosan használt aktív szénmaszkot, hogy megtudjam, milyen belülről:
Amint láthatjuk, a maszk négy rétegre oszlik. A legkülső két réteg két szövetszerű anyagból áll, a fekete réteg aktív szén, a másik pedig sűrű, ami egy kicsit olyan, mint egy szalvéta. Néhány adat utánanézés után a megértéshez, az aktív szén réteg középső rétege mellett a másik három réteg egyfajta anyag, amelyet nem szőtt szövetnek neveznek. A nem szőtt szövetet (angol neve: non-woven Fabric vagy Nonwoven cloth) nem szőtt szövetnek is nevezik, amely irányított vagy véletlenszerű szálakból készül. Megjelenése és bizonyos tulajdonságai miatt szövetnek nevezik.
A nem szőtt szövetek gyártásához számos eljárás létezik, beleértve a fonott kötést, az olvasztott szórást, a meleghengerlést, a fonási eljárást és így tovább. A felhasználható nyersszálak főként polipropilén (PP) és poliészter (PET). Ezenkívül létezik nejlon (PA), viszkózrost, akrilrost, polipropilénrost (HDPE), PVC stb.
Jelenleg a piacon kapható nem szőtt szövetek nagy részét fonott kötési eljárással állítják elő. Ez a módszer a polimer extrudálásával és nyújtásával folytonos szálat képez, majd a szálat hálóvá fektetik, és a szálas hálót önmagában, hőkötéssel, kémiai kötéssel vagy mechanikai megerősítéssel rögzítik, így a szálas háló nem szőtt lesz. A fonott kötésű nem szőtt szövetek könnyen azonosíthatók. Általában a fonott kötésű nem szőtt szövetek gördülési pontja rombusz alakú.
Egy másik gyakori nemszőtt gyártási eljárás a nemszőtt szövet tűzése. A gyártási elv az, hogy a szálhálót ismételten átszúrják a háromszög alakú szakasz (vagy más szakaszok) szöges széleivel és széleivel. Amikor a szögesdrót áthalad a hálón, a háló felületét és helyi belső rétegét a hálóba kényszeríti. A szálak közötti súrlódás miatt az eredeti bolyhos háló összenyomódik. Amikor a tű kilép a hálóból, a szálak a szögesdrótok között maradnak, így sok szál belegabalyodik a hálóba, és nem tud visszatérni eredeti bolyhos állapotába. Többszöri tűzés után elég sok szálköteg lyukasodik a szálhálóba, és a hálóban lévő szálak összegabalyodnak, így kialakul a tűzött nemszőtt anyag, amely bizonyos szilárdsággal és vastagsággal rendelkezik.
A két nem szőtt anyag pórusai azonban túl nagyok orvosi célokra ahhoz, hogy körülbelül 100 nm-es vírusokat izoláljanak.
Ezért az általános sebészeti maszk közbenső rétege nem szőtt anyagból készül olvasztással permetezéssel. Az olvadékszóró nem szőtt anyag előállítása először a polimer mesterkeverék (általában polipropilén) extruderbe helyezését és az extruderben történő megolvasztását jelenti körülbelül 240 ℃ hőmérsékleten (PP esetén). Az olvadék áthalad az adagolószivattyún, és eléri a fröccsöntő fejet. Amikor az újonnan képződött polimert extrudálják a fonófejből, a sűrített levegő vége HAT a polimerre, és a forró szálat 1~10 m átmérőjűre húzza a hangsebességnél nagyobb légsebességgel (550 m/s). Fizikai tulajdonságai alapján az ilyen hálót mikroszálas hálónak nevezik. Ezek az ultrafinom szálak egyedi kapillaritással növelik a szálak számát és felületét egységnyi területre vetítve, így az olvadékszóró szövetek jó szűrési, árnyékolási, szigetelő és olajelnyelő tulajdonságokkal rendelkeznek. Használható levegő-, folyadékszűrő anyagokban, szigetelőanyagokban, maszkanyagokban és más területeken.
Az orvosi maszkok szűrési mechanizmusa a Brown-féle diffúzió, az intercepció, a tehetetlenségi ütközés, a gravitációs ülepedés és az elektrosztatikus adszorpció. Az első négy mind fizikai tényező, amelyek az olvasztással szórt nem szőtt szövetek természetes tulajdonságai. A szűrési tulajdonság körülbelül 35%. Ez nem felel meg az orvosi maszkok követelményeinek. Stacionális kezelést kell végeznünk az anyagon, elektromos töltést kell hordoznia a szálaknak, és elektrosztatikus töltést kell használnunk az új koronavírust tartalmazó aeroszol befogására.
Az új koronavírus aeroszolt (aeroszolt) töltött szálak Coulomb-erején keresztül adszorbeálták. Az elv az, hogy a szűrőanyag felülete nyitottabb legyen, a részecskék befogási képessége erős legyen, a töltéssűrűség növekedjen, a részecskék adszorpciója és a polarizációs hatás erősebb legyen, így az olvadékfúvott, nem szőtt szűrőanyag szűrőrétegének meg kell birkózni a légzési ellenállás változásával, 95%-os szűrhetőséget érve el, hogy hatékony legyen a vírussal szemben.
Némi kutatás után általános képet kaptam a kezemben lévő maszk összetételéről: a külső réteg tűlyukasztott, nem szőtt PP anyagból készült, a közbenső réteg pedig egy aktív szénréteg és egy PP olvadékszóró kendőréteg.
Közzététel ideje: 2020. augusztus 29.