百摩网
当前位置: 首页 生活百科

口罩机是用什么材质(只有口罩机是造不出口罩的)

时间:2023-07-29 作者: 小编 阅读量: 5 栏目名: 生活百科

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。粒子直径与滤膜纤维的直径的比率影响拦截效率。因此,N95不是特定的产品名称,而是一种标准,只要通过NIOSH审查并达到这个标准的口罩都可以称为“N95”,与N95口罩等效的国内标准口罩为KN95。不同的是,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。

为什么有了口罩机还不能造出口罩

是因为缺口罩核心材料:熔喷布

01

医用口罩的结构

要了解熔喷布的作用,首先要明白口罩的设计结构。

医用口罩属于第二类医疗器械,大部分为自吸式过滤口罩,其工作原理是使含有害物的空气通过医用口罩的滤料过滤后再被人吸入或者呼出。

产品结构组成

医用口罩一般由以下材料构成:

主体过滤材料:如聚丙烯熔喷布等。

其他材料:金属(用于鼻夹)、染色剂、弹性材料(用于口罩带)等。

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)。

医用外科口罩结构示意图

(S层:聚丙烯专用树脂 M层:高熔融指数的聚丙烯专用树脂)

N95 级别口罩结构示意图(图片来源于霍尼韦尔,如侵权请通知删除)

02

熔喷布是什么?作用原理是什么?

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)

有同学看到图片会担忧了,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,通过多种过滤机制实现对飞沫等颗粒的过滤。根据飞沫颗粒的大小和气流速度,纤维通过多种机制捕捉含病毒飞沫:

纤维过滤机理示意图

1、惯性沉积:inertial impaction

粒子通过过滤材料弯曲的网状通道时,粒子由于惯性作用脱离气流撞击过滤纤维,并受分子引力作用被截留。大粒子、高密度、速度快时截留效果好。

2、截留沉积:interception

随气流运动的较大粒子被过滤材料的机械筛滤作用截留。粒子直径与滤膜纤维的直径的比率影响拦截效率。

3、扩散沉积:diffusion

粒子布朗运动扩散位移到过滤纤维,受分子引力作用而被吸附。最易捕捉小尺度粒子、细纤维和低速运动的粒子。

4、静电吸引沉积:electrostatic attraction

粒子被过滤纤维的静电作用产生的沉积。

颗粒越小时,1、4沉积效应越强,颗粒越大时,2、3效果越好,所以并非越小的颗粒越难被过滤。

而要起到以上这些过滤作用,要求纤维的直径要尽量细,而熔喷布纤维直径在 0.5-10 微米之间,比表面积大,排列致密高,过滤性能好。在医用外科口罩与 N95 口罩中均使用熔喷布作为核心过滤层,对含病毒的飞沫或气凝胶均具有良好的过滤效果。

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▲

03

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▲

下面看看熔喷布怎么生产出来的:

别小看这段视频,2月23日,上海石化紧急研发转产的熔喷无纺布专用料试产成功,每天可生产6吨,将助力新增一次性医用口罩近600万片/天。

由于熔喷布的原材料聚丙烯取自石油,因此石化企业在生产熔喷布上具有优势。为了解决高熔融指数难题,上海石化抽调力量组建了研发团队开展配方研究、测试分析和放大试验等工作,努力克服设备、技术种种困难,才终于成功攻克高熔融指数聚丙烯改性生产难题。

员工正对样品的熔融指数进行分析 徐若舜摄▲

据悉,通过工艺优化,上海石化有望短期内每天再增产约2吨,达到日产8吨熔喷布专用料。要知道此前国内熔喷无纺布较为小众,年产能为5.35万吨,占无纺布产能的1%,主要用于生产口罩、环保材料、服装、电池隔膜等产品。

李英豪摄▲

据说上海石化以往产品的熔融指数,只有口罩熔喷布专用料的三十分之一。面对挤出机切粒速度慢、冷却距离短、螺杆长度不够等硬件不足的挑战,该公司通过改造电控系统和传动系统、调用其它生产线水槽、优化模头等,想方设法在现有设备条件下进行紧急改造和调整,以满足生产需要。

04

内容延伸:不必非要N95

N95是美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)最早提出的标准,“N”是指“不适合油性颗粒物”,“95”是指在 NIOSH 标准规定的检测条件下,对 0.3 微米颗粒的阻隔率须达到 95% 以上。因此,N95 不是特定的产品名称,而是一种标准,只要通过 NIOSH 审查并达到这个标准的口罩都可以称为“N95”,与 N95 口罩等效的国内标准口罩为 KN95。

医用外科口罩不同于一般的医用口罩,在名称中,有“外科”两个字。两者从外表看,没有太大区别,但是,防护标准并不相同。医用外科口罩执行是 YY 0469-2011 《医用外科口罩技术要求》,比普通医用口罩的防护效果会更好一些。

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,整体原理和结构是一致的。不同的是,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

国家卫健委高级别专家组组长钟南山院士在接受央视《新闻1 1》采访时提醒大家,实际上普通人日常生活中的防护,不一定非要戴 N95 口罩,一般的医用型防护口罩,是能阻挡大部分带有病毒的飞沫进入呼吸道的,在公共场合也就够用了。

在物资充足的情况下,选用 N95 口罩自然没有问题,但 1 个 N95 口罩会消耗 3-4 个外科口罩的原料,在当前春节刚刚复工,原材料紧缺的背景下,我们呼吁读者遵守钟南山院士的倡议,减少 N95 口罩的消耗,把 N95 口罩留给真正需要的医护人员和疫区的同胞们,把生产资源留给外科口罩。

机械工程师整理,转载请注明内容来源。

    推荐阅读
  • 捷豹豪华轿跑suve-pace(这豪华SUV仅28.18万起)

    车身尺寸方面,长宽高分别为4411mm/1900mm/1649mm,而轴距为2681mm,定位于紧凑级SUV,尺寸表现中规中举。空间表现上,175CM身高的体验者坐进前排,头部能有1拳左右,保持前排座椅不变坐入后排,头部有4指,腿部在1拳半,空间还是稍显局促了,有点小型SUV的感觉。而后备厢空间在座椅不动的状态下容积为484L,空间表现比较常规,在放倒后排可达1141L的容积。

  • 西游记唐僧师徒的最后一次劫难(西游记后传唐僧师徒都被封佛)

    在《西游记后传》击败无天之后,如来回归灵山又进行了第二次敕封。这次唐僧师徒的地位和之前相比可以说有了天壤之别。在《西游记后传》中,唐僧作为如来的嫡系,迅速参透了如来的偈语,第一时间自己逃出冥界寻找孙悟空,并与其一同对抗无天。如来能重新回归,猪八戒起到了至关重要的作用,成佛也是情理之中。小白龙的道场没被无天占领,最后时刻击败了九头虫,功不可没。

  • 家庭甜点简单做法(家庭甜点简单做法简介)

    家庭甜点简单做法糯米红豆卷,糯米红豆卷由糯米皮和红豆沙两部分组成,这个甜点和糯米糍、驴打滚有些类似。做这个甜点需要准备糯米粉,玉米淀粉、白糖、水、奶粉、黄油、红豆沙、椰蓉。做法很简单,把做糯米皮的材料放在一起,上锅蒸熟,再裹上红豆沙,粘上椰蓉即可。鸡蛋炼乳布丁,鸡蛋炼乳布丁是将鸡蛋、牛奶等液体放在一起,放入烤箱水浴加热烤制而成的。加了炼乳的布丁味道更加浓郁。口感爽滑,营养丰富。

  • 2022秋季学期北京中小学校如期正常开学(附返程提醒)

    2022秋季学期北京中小学校如期正常开学信息来源:8月22日北京市新型冠状病毒肺炎疫情防控工作第389场新闻发布会具体信息:北京市中小学校,如期正常开学。★进返京后建议7日内不聚餐、不聚会、不前往人群密集场所,不探亲访友,推荐线上购物,必须外出时做好个人防护,按规定进行核酸检测。

  • 什么爱什么写句子(什么爱什么写的句子)

    什么爱什么写句子?接下来我们就一起去研究一下吧!爸爸是父亲,父亲很爱自己的子女们。雪是白色的,我爱它洁白无瑕。冰是水,犹如我爱你一般纯净。火是热,就像我爱得你那么炽热一样热。妈妈是老师,老师爱护着她的学生。我们爱我们的民族,这是我们自信心的源泉。我们爱这大地,是她让我们在她的肌肤里成长并吸取富含营养的乳汁。我们爱一个人,会记得一些和他有关的画面。我们爱的人,应该是和我们价值观相近的人。

  • 当归可以放在卤水中卤吗(一种被低估的卤水佐料)

    当归,一种我们日常十分常见的中药,它是伞形科多年生草本植物当归的干燥根。对于各种食材的适用性上,当归对于羊肉、鹅肉、鸭肉、鸡肉都是比较合适的,特别是与辛夷这种常用于禽类的使料结合,可以有很好的互补功效。当归虽然好,但是要买到没炮制过能比较难,正常从中药店买来的当归都是炮制过的,药味比较重,所以用量上要特别注意,前往不可过多,特别是在卤水中,若是真的无法控制,在泡酒之后可以先用水烧开一次之后才使用。

  • 虾可以和橙子一起吃吗 虾可以和橙子一起吃吗孕妇

    虾是节肢动物甲壳类动物,其可食用部分中含有丰富的蛋白质、维生素、钙、镁等矿物质,而橙子作为芸香科柑橘属植物橙树的果实,其中含有丰富的维生素C成分。虾和橙子间隔多久能吃分情况讨论。一般情况下,虾和橙子少量吃基本不需要做什么特殊处理,本身肠胃较好、同食不多的人基本上没有什么明显不适反应,只要停止继续同食,多休息多喝水即可。

  • 世界人口排名前十的国家(2018年的数据在这里)

    我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!世界人口排名前十的国家中国,人口数量为1,405,372,834世界人口比例18.82%。俄罗斯,人口数量为146,350,000,占世界人口比例的2%。

  • 沈岸明白宋凝才是他的救命恩人(朝为红颜暮成枯骨)

    那句话叫情深不寿,为了对你的爱,宋凝她朝为红颜,暮成枯骨。那是她最美好的回忆,她虽刚强,但亦是女子。次年的六月,她终是为你生下了孩子,孩子沈洛长得像她,然而就是她这唯一的慰籍,也在四岁之时夭折。这里她本来是想说交给你沈岸的吧,然而终归是改口了,你沈岸终究是负了一个你这辈子都不该负的女子。

  • 玉米须的药理作用 玉米须的药理作用包括

    3玉米利胆作用玉米须有显著增加胆汁分泌和促进胆汁排泄的作用,能使胆汁内有机物和渣质减少,粘稠度、比重和胆红素含量降低。人口服玉米须制剂后15—30min出现胆囊反射性收缩,胆汁择出增加。但呈现明显的量效关系,但对正常小鼠血压无明显影响。部分病例连续服用6个月未见毒性副作用。临床治疗12例,其中10例伴有严重的周身性水肿,或有胸水及腹水,2例水肿较轻;治疗3个月后,9例水肿完全消退,2例大部消退。