N95口罩是什麼材料做成的?

2020-11-23 中化新網

　　截止今日，國內疫情已經到了刻不容緩的時刻了，為防止疫情繼續傳染，口罩現在已經成為了人手必備的物品了。

　　那麼口罩為什麼能夠阻擋病毒的傳播呢?它又是什麼樣的材質呢?

　　我們通常說口罩是無紡布材料，無紡布是相對紡織布來說，就是非紡織的布，是由定向的或隨機的纖維而構成。

　　具體到口罩上，其原料全部都是聚丙烯(Polypropylene，簡稱PP)，醫療用口罩一般都是多層結構，一般簡稱為SMS結構，示意圖見圖一和圖二。

　　而我們經常說的幾層口罩，在口罩的國家標準GB/T 32610中並沒有規定，如果是醫療用口罩，至少應該是3層，即我們說的SMS(2層S層和1層M層)，目前國內最高的層數是5層，即SMMMS(2層S層和3層M層)，做口罩並不難，比較難的是做SMMMS布，一臺進口的無紡布設備價格都是上億元，筆者見過最貴的一臺醫療無紡布設備是5億人民幣。

　　這裡面的S表示紡粘層(Spunbond)，其纖維直徑比較粗，在20微米(μm)左右，2層S紡粘層主要作用是支撐整個無紡布結構，對阻隔並沒有太大的作用。

口罩裡面最重要的是阻隔層或則熔噴層M(Meltblown)，熔噴層的纖維直徑比較細，在2微米(μm)左右，所以只有紡粘層直徑的十分之一，這個對防止細菌、血液滲透其至關重要的作用。

如果S紡粘層過多，口罩就比較硬，而熔噴層M過多，則呼吸比較困難，所以從口罩呼吸的難易程度可以判斷口罩的隔絕效果，呼吸越困難，則阻隔效果更好，但是，如果M層變為薄膜，就基本上不能呼吸了，病毒是阻隔了，人也快不行了，所以，這也是一個技術問題。

　　為了更能說明問題，我們將紡粘層S纖維，熔噴層M纖維和頭髮做一個對比圖如下,頭髮直徑的1/3，接近紡粘層纖維，而頭髮直徑的1/30，和熔噴層M纖維直徑接近了，當然，研發人員還在開發更細的纖維，來保證更好的抗菌阻隔性。

　　前面提到，M層越細，就越能阻擋細菌等微小顆粒的進入，比如N95，就是指在正常情況下，能阻擋95%的微小顆粒(0.3微米)，按照醫用防護口罩國家標準GB/T 19083要求，在氣體流量為85L/min情況下，口罩對非油性顆粒過濾效率

符合下表要求：

　　表1：醫用防護口罩過濾等級

　　從上面的解釋來說，N95實際上就是用聚丙烯無紡布SMMMS製作成的能過濾95%微細顆粒的5層口罩。

　　最後我們從材料角度來看看分別對S紡粘層和M熔噴層都有哪些要求：

　　M層：熔噴層

　　材料要求：高流動性。

推薦材料：國產材料如山東道恩降解法聚丙烯：Z-1400，Z1500，進口如巴塞爾公司的茂金屬聚丙烯HP461Y，MF650Y。 

 S層：紡粘層

　　材料要求：高強度

推薦材料：熔體指數在25~60聚丙烯，比如埃克森美孚Exxon-Mobile的和上海賽科的2040都是很好的紡粘材料，如S2040性能指標如下：


文章來源：第八元素

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