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详解,口罩的“心脏”——熔喷布的构造

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发表于 2020-3-6 14:13:27 | 显示全部楼层 |阅读模式

当前防范疫情最缺少不了的就是口罩,造口罩少不了口罩机,那为什么有了口罩机还不能造出口罩呢,那是因为缺少了最重要的东西——口罩核心材料:熔喷布。


1月底,援引中国日报的报道,河南新乡的口罩厂负责人表示,熔喷布目前一吨价格上涨了数万元。

而就在2月23日澎湃新闻报道,浙江衢州一家服装厂的负责人何女士表示:熔喷布是口罩的核心,现在根本没有货,一天一个价,每吨单价已经从原来的2万块涨到了20多万块。

短短的一个月,很多企业都转产口罩,熔喷布的价格尽管价格涨幅很大,但是全国熔喷布缺货缺得厉害,没有这么多熔喷布供应市场,现在就卡在了熔喷布环节上。

熔喷布是什么

剪开一个已经使用过的医用口罩,你会发现:口罩有三层,(内层)吸湿层、(中层)核心过滤层、和(外层)阻水层。


因为按照国家的生产规定,医用口罩至少包含3层无纺布(N95 级别口罩,结构上做了优化:(中层)核心过滤过滤层层数更多了,厚度更厚了)。


S层:聚丙烯专用树脂(中国石化)-无纺布厂-口罩厂M层:高熔融指数的聚丙烯专用树脂(中国石化)-改性塑料厂(防疫期间,中国石化攻关生产熔喷布专用料)-熔喷无纺布厂-口罩厂。

熔喷布,俗称口罩的“心脏”,是口罩中间的过滤层,能过滤细菌,阻止病菌传播。熔喷布是一种以高熔融指数的聚丙烯为材料,由许多纵横交错的纤维以随机方向层叠而成的膜,纤维直径范围 0.5~10 微米,其纤维直径大约有头发丝的三十分之一。


下图是拍摄的熔喷布结构照片:


(飞纳台式扫描电镜拍摄)

看到图片你们是不是会担忧,熔喷布空隙这么大,是怎么过滤环境中的病毒的呢?虽然新型冠状病毒尺寸很小,在 100 纳米(0.1微米)左右,但是病毒无法独立存在,其传播途径主要有分泌物和打喷嚏时的飞沫,飞沫的大小在 5 微米左右,这是其一,第二,熔喷布本质上是一种纤维过滤器,含有病毒的飞沫靠近熔喷布后,也会被静电吸附在表面,无法透过。


纤维过滤机理示意图

口罩的S层和M层尽管原料都是聚丙烯专用树脂,但熔喷布专用料与其他无纺布原料在生产工艺和性能上存在很大差异。

熔喷布▲

熔喷布怎么来的

熔喷布专用料就是高熔融指数的聚丙烯。聚丙烯熔融指数越高,熔喷出的纤维就越细,制成的熔喷布过滤性也越好。


熔喷布专用料 李英豪摄▲

对比了 N95 口罩和医用外科口罩的截面图,扫描电镜图片可以清晰看出,外科口罩的熔喷布厚度为 156 微米,而 N95 级口罩的熔喷布层厚度为 521 微米,是外科口罩的 3 倍 。


医用外科口罩截面图,飞纳台式扫描电镜拍摄


N95 口罩截面图,飞纳台式扫描电镜拍摄

据专业分析师分析,由于国内口罩尤其医用口罩需求仍较为旺盛,熔喷无纺布短期内存在供给缺口,但由于湖北省外疫情逐渐得到控制,口罩需求预计将逐渐下降,因此短期内价格仍将维持高位,但大幅上涨概率较小,未来随着疫情防控到位,熔喷无纺布价格预计将回落至正常水平。

看了熔喷布的构造,就能知道为什么熔喷布能防范疫情了,同理,目前用于改善室内空气的新风系统,主核心的部件是HEPA滤网。

新型冠状病毒尺寸很小,在 100 纳米(0.1微米)左右,但是病毒无法独立存在,其传播途径主要有分泌物和打喷嚏时的飞沫,飞沫的大小在 5 微米左右。目前应用于新风系统上的HEPA高效滤网是主要过滤主件,主要用于捕集0.5微米以下的颗粒灰尘及各种悬浮物,HEPA滤网等级越高,风阻越大,纤维越细,纤维之间的空隙也越小。HEPA滤网表面面积越大,容尘量就越大。这就是为什么HEPA滤网有折叠形状。空气中的飞沫,粉尘,细菌等进入HEPA滤网里面时,一接触HEPA的纤维,就再也无法离开。主要是针对0.3μm以上的颗粒过滤H11级HEPA滤网的去除率为95%以上,H12级 99.5%, H13级 99.95%。


艾尔斯派新风滤网都是采用H13的高效滤网,高效过滤粉尘、细菌、过敏原等0.01微米以上颗粒物净化空气洁净度99.95%以上,给室内空气还原一个健康的环境。


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