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口罩的过滤原理
文章出处:本站人气:537发布日期:2022-05-25
 

 医用防护口罩是以阻隔传染性微生物为主,而细菌,病毒等在空气中并不是独立存在的,它们需要依附在颗粒物上才能进行宿主间的交叉传染,所以医用防护口罩阻挡的对象是颗粒物。
 
  口罩的过滤机理
 
  超细熔喷滤料由于其复杂的结构和纤维随机三维分布,材料中含有大量微小孔空隙,微粒围绕纤维经过各种类型的弯曲通道或路径,大大增加了浮悬于流体中的颗粒产生碰撞而将其滞留的概率。
 
  从过滤原理分析超细熔喷滤料过滤颗粒物主要有五种机理:布朗运动、拦截、惯性撞击、静电吸引、沉降作用,其中在医用防护口罩过滤过程中起主要作用的是:拦截、惯性撞击和静电吸引沉积。为保证医用口罩的过滤性能,其滤料做驻极处理是非常重要的环节。普通的熔喷滤料无论它的纤维多细,如果没有进行驻极处理,在保证呼吸阻力条件下,其过滤效率仅能达到85%,而医用防护口罩要求过滤效率必须>195%(即N95口罩),所以国际上要求N95医用防护口罩中的熔喷滤料必须进行驻极处理。
 
  经过驻极处理后,滤料就带上了电荷。当气流中的带电微粒尤其是亚微米级粒子通过纤维间的空隙时,在电场力的作用下被阻挡或捕获。由于电场力是长程力,在同样的过滤效率时,滤料孔隙的几何尺寸可以比普通纤维或多孔材料的几何尺寸大,使这种滤料的压差仅为传统滤料的二十分之一~四十分之一,明显地减少了流阻,因此可使口罩呼吸阻力大幅度降低;另外细菌和病毒具有天然的驻极态(带负电),通常依附于粉尘上,当它们通过驻极体滤料孔隙时,由驻极体产生的强静电场和微电流会刺激细菌使其蛋白质变异,损伤细菌的细胞质及细胞膜,破坏细菌的表面结构,导致细菌死亡。与此同时,驻极体形成的强电场还对各类细菌具有明显的抑制其繁殖的功能。
 
  因此,对聚丙烯非织造布材料进行驻极体改性,可以使其具有低流阻、高效率、除尘灭菌等特性,提高过滤性能的同时降低了成本。
 
  对于自吸过滤式口罩来说,过滤效率与呼吸阻力是成正比的。纤维越细,滤料的比表面积越大,过滤效果越好,但呼吸阻力也会随之增大。除此以外,口罩在使用过程中不断有颗粒物沉积在口罩表面,也会造成呼吸阻力的增加,使人感觉呼吸困难。所以在保证过滤效率的同时也要考虑口罩的呼吸阻力。合格的医用防护口罩,每个样品的总吸气阻力应不大于350 Pa,总呼气阻力应不大于250 Pa。

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