Wat sinn d'Grënn fir d'Materialwëssenschaft hannert der Notzung vu verschiddenen Zorten vuMaskenWat fir speziell Polymermaterialien a Produktiounsprozesser sinn dobäi involvéiert, wann et ëm perséinlech Schutzausrüstung (PSA) geet?
Aus wéi engem Material si Masken gemaach?
Firwat gëtt et sou en groussen Ënnerscheed tëscht verschiddene Masken? Wéi ech geschriwwen hunn, hunn ech eng véierschichteg Aktivkuelmask opgeschnidden, déi am Laboratoire benotzt gëtt, fir erauszefannen, wéi se dobannen ausgesäit:
Wéi mir gesinn, ass d'Mask a véier Schichten opgedeelt. Déi zwou baussenzeg Schichten sinn aus zwee Stoff-ähnleche Materialien, déi schwaarz Schicht ass Aktivkuel, an déi aner ass dicht, wat e bësse wéi eng Serviett ausgesäit. Nodeems een e puer Donnéeën nogekuckt huet, fir ze verstoen, sinn déi aner dräi Schichten, nieft der mëttlerer Aktivkuelschicht, eng Zort Material, dat Vliesstoff genannt gëtt. Vliesstoff (englesch Numm: non-woven fabric oder nonwoven cloth) gëtt och Vliesstoff genannt, deen aus geriichten oder zoufällegen Faseren hiergestallt ass. Et gëtt Stoff genannt wéinst sengem Ausgesinn a bestëmmten Eegeschaften.
Et gëtt vill verschidden Aarte vu Fabrikatiounsprozesser fir Vliesstoffer, dorënner Spunbonding, Schmelz- a Sprëtzprozess, Warmwalzprozess, Spunningprozess a sou weider. Déi Rohfaseren, déi benotzt kënne ginn, sinn haaptsächlech Polypropylen (PP) a Polyester (PET). Zousätzlech gëtt et Nylon (PA), Viskosefaser, Acrylfaser, Polypropylenfaser (HDPE), PVC, etc.
Aktuell ginn déi meescht Vliesstoffer um Maart mat der Spunbond-Method produzéiert. Dës Method bilt kontinuéierlech Filamenter andeems de Polymer extrudéiert a gestreckt gëtt, duerno gëtt de Filament zu engem Netz geluecht, an d'Fasernetz gëtt dann eleng gebonnen, thermesch gebonnen, chemesch gebonnen oder mechanesch verstäerkt, sou datt d'Fasernetz Vlies gëtt. Spunbond-Vliesstoffer si liicht z'identifizéieren. Am Allgemengen ass de Walzpunkt vu Spunbond-Vliesstoffer rautefërmeg.
En anere gängege Prozess fir d'Fabrikatioun vu Vliesstoffer gëtt "Nadelnähten" (Netwoven Stoff) genannt. De Produktiounsprinzip besteet doran, d'Fasernetz ëmmer erëm mat de stachelege Kanten an de Kanten vum Dräieckssektioun (oder anere Sektiounen) ze duerchbriechen. Wann d'Stachel duerch d'Netzwierk geet, dréckt se d'Uewerfläch an déi lokal bannenzeg Schicht vum Netz an d'Netzwierk. Wéinst der Reibung tëscht de Faseren gëtt dat ursprénglecht flauschegt Netz kompriméiert. Wann d'Nadel aus dem Netz erauskënnt, bleiwen d'Strécke vun de Stachelen zréck, sou datt vill vun de Strécke sech am Netz verstrecken a net méi an hiren urspréngleche flauschegen Zoustand zréckkommen kënnen. Nom ville Mol Nadelen ginn eng ganz Rëtsch Faserbündel an d'Fasernetz duerchgebrach, an d'Faseren am Netz verstrecken sech mateneen, wouduerch dat Nadelnähten-Vliesmaterial mat enger gewësser Stäerkt an Déckt entsteet.
Mee d'Poren vun den zwou Vliesstoffer si fir medizinesch Zwecker ze grouss, fir Virussen op ongeféier 100 nm ze isoléieren.
Dofir gëtt déi Zwëschenschicht vun der allgemenger chirurgescher Mask aus Vliesstoff duerch Schmelzsprëtzen hiergestallt. D'Produktioun vu Schmelzsprëtzendem Vliesstoff besteet als éischt doran, de Polymer-Masterbatch (normalerweis Polypropylen) an den Extruder ze leeën an en am Extruder bei enger Temperatur vu ronn 240 ℃ (fir PP) ze schmëlzen. D'Schmelz passéiert duerch d'Doséierpompel a erreecht de Sprëtzformkapp. Wann de nei geformte Polymer aus der Spinndüse extrudéiert gëtt, wierkt d'Enn vun der Drockloft op de Polymer a zitt dat waarmt Filament op 1~10 m Duerchmiesser mat enger Loftgeschwindegkeet méi héich wéi Schall (550 m/s). No senge physikalesche Eegeschafte gëtt sou en Netz e Mikrofasernetz genannt. Dës ultrafein Faseren mat eenzegaarteger Kapillaritéit erhéijen d'Zuel an d'Uewerfläch vun de Faseren pro Flächeneenheet, wouduerch d'Schmelzsprëtzstoffer gutt Filtratiouns-, Abschirmungs-, Isolatiouns- an Uelegabsorptiounseigenschaften hunn. Et kann a Loft, flëssegem Filtermaterial, Isolatiounsmaterial, Maskmaterial an anere Beräicher benotzt ginn.
De Filtermechanismus vun enger medizinescher Mask ass Brownesch Diffusioun, Ofwierung, Trägheetskollisioun, Schwéierkraaft-Setzung an elektrostatesch Adsorptioun. Déi éischt véier sinn all physikalesch Faktoren, déi déi natierlech Charakteristike vun net gewiefte Stoffer sinn, déi duerch Schmelzspray produzéiert ginn. D'Filtereegeschaft ass ongeféier 35%. Dëst entsprécht net den Ufuerderunge vun enger medizinescher Mask. Mir mussen eng stationär Behandlung um Material duerchféieren, d'Faser eng elektresch Ladung droen loossen an elektrostatesch Energie benotzen fir den Aerosol an deem den neie Coronavirus ass, opzefänken.
En neien Coronavirus-Aerosol (Aerosol) gouf duerch d'Adsorptioun vum neie Coronavirus duerch d'Coulombkraaft vun enger geluedener Faser agefaangen. De Prinzip ass, d'Uewerfläch vum Filtermaterial méi oppe ze maachen, d'Fangfäegkeet vun de Partikelen ze verbesseren an d'Ladungsdicht ze erhéijen, sou datt d'Adsorptioun vun de Partikelen an de Polarisatiounseffekt méi staark sinn. Sou muss d'Filterschicht vum geschmolzten Vliesfiltermaterial ënner dem Afloss vun Atmungswidderstand net verännert ginn an eng Filterbarkeet vun 95% erreecht ginn, fir effektiv géint de Virus ze sinn.
No e bëssen Recherche hunn ech e generellt Verständnis vun der Zesummesetzung vun der Mask a menger Hand: déi baussenzeg Schicht besteet aus nadelgestanztem Vliesstoff aus PP, an d'Zwëscheschicht besteet aus enger Aktivkuelestoffschicht an enger PP-Schmelzspray-Stoffschicht.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 29. August 2020