PTFE纳米薄膜口罩—要提出防护新方向

2020-05-14 11:07:45 administrator 16

  目前,口罩已经成为了人手必备的物品了,随着新型冠状病毒感染案例的增多,全民购买口罩进入紧张状态。药房等零售渠道的口罩产品被购空;各大电商平台上,包括3M品牌旗舰店内的部分KN95系列口罩,主打防霾、防粉尘、防病毒的系列口罩,大多处在“缺货”、“无货”、“下架”状态。


  目前,我国医用口罩主要分为3种:防护级别高的医用防护口罩、手术室等有创操作环境常用的医用外科口罩和普通级别的一次性使用医用口罩。


  可起到病毒防护作用的口罩主要有医用外科口罩和N95口罩。而给这两种口罩带来病毒过滤作用的主要材料就是极细密且带静电的内层过滤布——熔喷无纺布。

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  医用外科口罩一般是由三层无纺布制成。材料是纺粘无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布。也可以一层改用短纤改善皮肤触感,即ES热轧无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布。口罩外层具有防飞沫设计,中层过滤,内存吸湿。熔喷布一般选用20克重的。


  而N95杯型口罩则由针刺棉、熔喷布、及无纺布组成,其熔喷布通常采用40克重甚至更高,再加上针刺棉的厚度,所以外观上看起来比平面口罩更厚一些,其防护效果至少能达到95%

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  熔喷无纺布主要材质是聚丙烯,是一种超细静电纤维布,可以捕捉粉尘。含有肺炎病毒的飞沫靠近熔喷无纺布后,会被静电吸附在无纺布表面,无法透过。

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  3M口罩也是利用了静电吸附技术来过滤颗粒物。3M生产口罩有50年的历史。1967年,3M基于无纺布和静电纤维滤棉的专有技术,开始设计和生产防尘口罩,是帮助采矿、冶炼和炉窑等工人应对恶劣的职业环境所用。在中国雾霾严重的时候,它曾备受追捧,一度卖断了货。


  但静电吸附类的口罩有一个巨大的弱势。静电被添加之后,并不是处于始终饱和的状态,在口罩生产、包装、出厂、运输,再到消费者手中,打开使用,每一个环节都会使无纺布层中的静电含量逐步减少,而静电的衰减必然导致熔喷无纺布口罩防护效能的下降。


  随着佩戴时间增长(如1~2小时),由于佩戴者的呼吸等人体活动,使口罩受潮,其静电吸附能力减弱,隔离效果逐渐变差。鉴于病毒的微小尺寸,普通医用外科口罩无法实现长久有效的隔离防护。为此,市场上又出现了利用PTFE纳米薄膜制作的口罩。


  近日,中国复合材料学会发布文章提出了疫情防护发展新方向——纳米口罩。纳米口罩因其高效的过滤性能,已经成为一款高效医用防护口罩。

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  类似于普通医用口罩,纳米防菌口罩也包含外层、中间层、内层、耳挂、鼻夹等部分组成。纳米口罩的特殊之处在于中间层采用孔径更小(100-200纳米)的纳米膜构成,一般为PTFE材料。


  通过单向或者双向拉伸法制备的PTFE薄膜,表面具有蜘蛛网式的微孔结构,在三维结构上具备网状连通、孔镶套、孔道弯曲等非常复杂的变化,因此具备优异的表面过滤功能。利用该材料生产的纳米口罩,具备阻隔效率高、使用寿命长、轻薄透气的特点,是未来口罩发展的新方向。


  但目前,此种PTFE纳米薄膜口罩价格较为昂贵,还无法完全替代传统口罩。


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