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口罩的基本结构和防护机理有哪些
文章出处:本站人气:906发布日期:2022-01-10
 
随着新冠病毒(COVID-19)的全球性蔓延,口罩几乎成为日常生活的必需品,尤其在公众场所或人流密集区域。一次性医用口罩由于具有质地轻盈、使用方便舒适、价格低、防护性能适中的特点,成为各国政府广泛推广使用的个人防护用品。人们在使用口罩时对其防护作用及持久性等存在疑惑,本文介绍了口罩的防护机理,探索了常见使用方式和75%酒精消毒对一次性医用口罩的微观结构和过滤效率的影响,对如何正确使用口罩具有实际参考价值。
 
  口罩的基本结构和防护机理
 
  一次性医用口罩由两部分构成:过滤材料和佩戴设施(包括耳带、鼻梁条等)。口罩过滤层一般为、三层非织造布,特殊口罩增加其他过滤层。从内到外分别为纺粘层、熔喷层、纺粘层,又称SMS结构,口罩内层为纺粘非织造布,贴合皮肤使佩戴舒适,具有吸湿作用;中间层是熔喷聚丙烯非织造布,是核心部件,起主要的过滤防护作用;外层为纺粘非织造布,有阻水作用,可防止飞沫以及过滤较大颗粒。
 
  纺粘非织造布是将聚合物在其熔点以上温度条件下从喷丝板细孔挤出,冷却细化成丝状固体,同时经过分丝铺网和加固的工艺过程而制得的一类非织造布。纺粘非织造布较熔喷非织造布强度高,但纤维直径大,形成的孔径较大,不适合单独用作过滤材料,一般将其和熔喷非织造布结合起来使用。
 
  熔喷非织造布是利用高速热空气对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行拉伸,形成超细纤维并凝聚在凝网帘或滚筒上,并依靠自身粘合而形成的。以聚丙烯为原料熔喷后生成独特的超细纤维(约1–10μm),纤维在空间靠自身粘合和缠结形成的三维曲径结构与传统织物和梳理成网非织造物中的纤维分布截然不同,它具有更大的比表面积,更高的孔隙率,微孔结构曲折,对固体颗粒具有较强的吸附作用;加上聚丙烯无毒、质地轻、柔韧性好、耐腐蚀、价格低廉等特点,十分适合制作过滤材料。
 
  通过对熔喷非织造布驻极化处理使熔喷非织造布形成驻极体,可以在不增加流阻的前提下大大提高过滤效率。驻极体是指那些能够长期储存电荷的电介质材料。在驻极体熔喷布中存在高达几百至上千伏电压的静电场,材料的孔隙类似于无数个无源集尘电极[。当气流中的带电微粒尤其是亚微米级粒子通过这些孔隙时,在电场力的作用下被阻挡或捕获。气流中的中性微粒因感应或极化而产生诱导偶极矩,也可有效地被捕获。
 
  熔喷非织造布由于纤维超细、比表面积大、孔隙率高、空气阻力小,因而具有高效的深层过滤性能,如图2所示。其过滤机理有以下几种:
 
  1)重力沉降效应:大颗粒物质在气流中受重力影响沉降到过滤材料上,从气流中分离。
 
  2)惯性撞击效应:当气流绕过阻挡在气流前方的滤材纤维时,较高质量的颗粒物受惯性影响无法及时跟随气流,会偏离气流方向,撞到滤材纤维上被过滤下来。
 
  3)拦截效应:颗粒物质量较小,可以完全沿着气流方向运动,只有当颗粒的半径大于气流与滤料纤维之间的距离时,纤维直接捕获颗粒物,大粒径的粒子主要靠拦截效应实现过滤功能,滤料内部纤维的直径及分布密度与大颗粒粒子的过滤效率成正比。
 
  4)扩散效应:受空气分子热运动影响,极其微小的颗粒受到空气分子的撞击,不断改变运动方向,呈现布朗运动,随机性地接触到滤材纤维被过滤下来。
 
  5)静电效应:如果滤料纤维带有静电,无论气流中的颗粒物本身是否带电,当它们靠近滤材纤维时就容易受静电吸引而被过滤。静电作用可以在不增加气流阻力的前提下提高过滤效率。
 
  总结:口罩的基本结构和防护机理小编就分享到这里,看完本文您就应该有了基本的认识和了解相信大家都明白了吧!总的来说,希望对大家有所帮助。


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