當下,口罩成為了每個人出門必不可少的單品。而作為醫用口罩的核心面料熔噴布,2020年剛剛到來時,還沒幾個人知道什麼是熔噴布,但僅僅在三個月後,它就成了最炙手可熱的材料。但材料小博士相信,到現在估計還是有很多人不知道熔噴布的真實面貌,你見過微觀形貌下的熔噴布嗎?它真的是噴出來的嗎?
隨便剪開一個醫用口罩,你會發現有三層,分別是(內層)吸溼層、(中層)核心過濾層、和(外層)阻水層。而熔噴布就是中間的過濾層,其作用能夠過濾細菌,阻止病菌傳播,是一個口罩最重要的核心,也就是醫用口罩的「心臟」 !
熔噴布是一種以高熔融指數的聚丙烯為材料,由許多縱橫交錯的纖維以隨機方向層疊而成的膜,纖維直徑範圍 1~5 微米,其纖維直徑大約有頭髮絲的三十分之一。
顯微鏡下觀察到的新冠病毒有100nm左右(相當於0.1微米um),對比熔噴布空隙,似乎覺得空隙偏大?
其實,這種病毒無法獨立的存在,它們還需依附分泌物和飛沫在空氣中傳播,帶病毒的飛沫直徑>5微米。另外,熔噴布本質上是一種纖維過濾器,含有病毒的飛沫靠近熔噴布後,也會被靜電吸附在表面,無法透過。
熔噴布是如何構造出來的?真的是噴出來的!
不知道大家知道這個冷知識麼?這和熔噴布的製作過程息息相關。熔噴布的生產工藝主要分為熔融擠出、熔噴工藝以及駐極處理三步。
具體來說,熔噴布是採用高速熱空氣流對模頭噴絲孔擠出的聚合物熔體細流進行牽伸,由此形成超細纖維並收集在凝網簾或滾筒上,同時自身粘合而成為熔噴非織造布。
是不是覺得很複雜?打個比喻,大家都知道棉花糖是怎麼製作的吧。將融化的糖漿倒入棉花糖機的器皿中,糖漿會因為高速旋轉被拉伸成細細的糖絲,這些糖絲遇到較冷的空氣迅速冷凝固化,凝聚在一起,就形成了固體的絮狀棉花糖。
這麼說,你應該能更明白了,但熔噴布的製作,使用的機器更複雜,使用的原料也更苛刻!它用的是熔融態的聚合物(比如聚丙烯),聚丙烯是一種性能優良的熱塑性合成樹脂,為無色半透明的熱塑性輕質通用塑料,具有耐化學性、耐熱性、電絕緣性、高強度機械性能和良好的高耐磨加工性能;基於這個性能,熔噴布原料能在高壓的作用下從具有很多細小噴口的模具中噴出來。
所以說,熔噴布真的是「噴出來」的!
目前熔噴布檢測的重點一般包括外觀質量,內在質量以及微生物指標檢測這三個步驟。近日,為確保戰「疫」階段口罩的安全生產,很多企業都投入到口罩生產之中。熔噴布在口罩中主要起過濾病毒的效果,但是如何保證口罩熔噴布聚丙烯專用料的質量是疫情期間廣大商家關心的問題。其關鍵指標分子量分布可作為質控手段為熔噴料生產工藝的優化和產品質量控制提供技術參考。
國家標準GB/T 30923-2014對熔噴料的分子量分布提出了明確的要求,熔噴料的加工方式,要求熔噴料的分子量分布越窄越好、越均勻越好。為確保戰「疫」階段口罩的安全生產,廣州承壓院國家非金屬承壓管道元件質量監督檢驗中心急企業所需,積極開展醫用口罩熔噴布聚丙烯專用料分子量檢驗業務,為口罩內在質量保障提供支持。廣州承壓院配備的測試分子量分布的高溫凝膠色譜儀,測試溫度範圍在30℃至220℃,具有自動進樣功能,減少人為因素影響,同時具備了時差、粘度和光散射三種檢測器,解決了現階段絕大多數聚合物的分子量及分子量分布測試問題。
今天關於熔噴布的冷知識就介紹到這裡。關注材料小博士,帶你了解更多材料科普和檢驗的小知識!