Care sunt motivele științei materialelor care stau la baza utilizării diferitelor tipuri demăștiExtinzând subiectul mai departe la echipamentul individual de protecție (EIP), ce materiale polimerice speciale și ce procese de fabricație sunt implicate?
Din ce material sunt fabricate măștile?
De ce există o diferență atât de mare între diferite măști? Când scriam, am decupat o mască de cărbune activ cu patru straturi, folosită în mod obișnuit în laborator, pentru a afla cum este în interior:
După cum putem vedea, masca este împărțită în patru straturi. Cele două straturi exterioare sunt din materiale asemănătoare pânzei, stratul negru este din cărbune activ, iar celălalt este dens, care seamănă puțin cu un șervețel. După o scurtă verificare, după o căutare a unor date, înțelegeți că, pe lângă stratul de cărbune activ din mijloc, celelalte trei straturi sunt un tip de material numit material nețesut. Materialul nețesut (denumire engleză: non-woven Fabric sau Nonwoven pânză) este numit și material nețesut, fiind fabricat din fibre direcționate sau aleatorii. Se numește pânză datorită aspectului și anumitor proprietăți ale sale.
Există multe tipuri de procese de fabricație pentru țesături nețesute, inclusiv procesul de filare prin legare prin rostogolire, procesul de topire prin pulverizare, procesul de laminare la cald, procesul de filare și așa mai departe. Fibrele brute care pot fi utilizate sunt în principal polipropilena (PP) și poliesterul (PET). În plus, există nailon (PA), fibre de viscoză, fibre acrilice, fibre de polipropilenă (HDPE), PVC etc.
În prezent, majoritatea țesăturilor nețesute de pe piață sunt produse prin metoda filării. Această metodă formează un filament continuu prin extrudarea și întinderea polimerului, apoi filamentul este așezat într-o plasă, iar plasa de fibre este apoi lipită prin lipire termică, lipire chimică sau armare mecanică, astfel încât plasa de fibre devine nețesută. Țesăturile nețesute filate sunt ușor de identificat. În general, punctul de rulare al țesăturilor nețesute filate are formă de diamant.
Un alt proces comun de fabricare a materialelor nețesute se numește acul nețesut. Principiul de fabricație este de a perfora în mod repetat plasa de fibre cu marginile ghimpate și marginile secțiunii triunghiulare (sau ale altor secțiuni). Când ghimpatul trece prin rețea, acesta forțează suprafața și stratul interior local al rețelei în rețea. Datorită frecării dintre fibre, rețeaua pufoasă inițială este comprimată. Pe măsură ce acul iese din plasă, firele sunt lăsate în urmă de ghimpate, astfel încât multe dintre fire se încurcă în plasă și nu se pot întoarce la starea lor pufoasă inițială. După multe aculări, o mulțime de fascicule de fibre sunt perforate în plasa de fibre, iar fibrele din plasă se încurcă între ele, formând astfel materialul nețesut de aculare cu o anumită rezistență și grosime.
Însă porii celor două țesături nețesute sunt prea mari pentru scopuri medicale pentru a izola virusuri la aproximativ 100 nm.
Prin urmare, stratul intermediar al măștii chirurgicale generale este fabricat din material nețesut prin pulverizare prin topire. Producerea materialului nețesut prin pulverizare prin topire constă mai întâi în introducerea masterbatch-ului polimeric (în general polipropilenă) în extruder și topirea acestuia în extruder la o temperatură de aproximativ 240 ℃ (pentru PP). Topitura trece prin pompa de dozare și ajunge la capul matriței de injecție. Când polimerul nou format este extrudat din filieră, capătul aerului comprimat ACȚIONEAZĂ asupra polimerului și trage filamentul fierbinte la un diametru de 1~10 m la o viteză a aerului mai mare decât cea a sunetului (550 m/s). Conform proprietăților sale fizice, o astfel de plasă se numește plasă din microfibră. Aceste fibre ultrafine cu capilaritate unică cresc numărul și suprafața fibrelor pe unitatea de suprafață, făcând astfel ca țesăturile pulverizate prin topire să aibă proprietăți bune de filtrare, ecranare, izolare și absorbție a uleiului. Poate fi utilizată în aer, materiale de filtrare a lichidelor, materiale de izolare, materiale pentru măști și alte domenii.
Mecanismul de filtrare al măștii medicale este difuzia browniană, interceptarea, coliziunea inerțială, tasarea gravitațională și adsorbția electrostatică. Primii patru sunt factori fizici, caracteristici naturale ale țesăturilor nețesute produse prin topire prin pulverizare. Proprietatea de filtrare este de aproximativ 35%. Aceasta nu este la înălțimea cerințelor măștii medicale. Trebuie să efectuăm un tratament staționar asupra materialului, să facem fibra să poarte sarcina electrică și să folosim electrostatica pentru a capta aerosolul în care se află noul coronavirus.
Noul aerosol (aerosol) de coronavirus a fost captat prin adsorbția noului coronavirus prin forța Coulomb a fibrei încărcate. Principiul este de a face suprafața materialului filtrant mai deschisă, capacitatea de captare a particulelor este puternică, iar densitatea de sarcină crește, adsorbția particulelor și efectul de polarizare sunt mai puternice, astfel încât stratul filtrant din material filtrant nețesut topit-suflat trebuie să treacă pentru a se descurca, nu se poate modifica sub premisa rezistenței respiratorii, atingând o filtrabilitate de 95%, pentru a fi eficient împotriva virusului.
După câteva cercetări, am o înțelegere generală a compoziției măștii pe care o am în mână: stratul exterior este fabricat dintr-o pânză nețesută perforată cu ac din PP, iar stratul intermediar este un strat de carbon activ și un strat de pânză pulverizată topită din PP.
Data publicării: 29 august 2020