作為口罩過濾環(huán)節(jié)的關(guān)鍵材料,熔噴布堪稱醫(yī)用外科口罩和N95口罩的“心臟”,市場上的防護(hù)口罩主要依靠中間的熔噴無紡布起過濾作用,其過濾原理為材料纖維對顆粒物阻擋截留和靜電吸附。近期,由于口罩需求暴增,熔噴布“一布難求”,價(jià)格甚至翻了十幾倍。在口罩行業(yè)為熔噴布而瘋狂的時(shí)候,熔噴布替代材料層出不窮,有效緩解當(dāng)前供需矛盾。
一、膨化聚四氟乙烯(e-PTFE)膜
e-PTFE微孔過濾膜層是采用PTFE樹脂原料經(jīng)膨化拉伸后形成的薄膜,表面具有蜘蛛網(wǎng)式的微孔結(jié)構(gòu),與熔噴布的靜電過濾原理不同,PTFE膜是物理隔離,膜上有很多微型小孔,這些微孔分布均勻,孔徑比熔噴布小約100倍,孔隙率高達(dá)80%以上,透氣良好,可經(jīng)水洗、消毒等程序,實(shí)現(xiàn)可反復(fù)使用。
二、納米纖維素/活性炭顆粒復(fù)合過濾層
合鍛智能聯(lián)合中科大專家積極開發(fā)研制口罩機(jī)生產(chǎn)線和新型微納阻隔殺菌材料,新型口罩生產(chǎn)材料擬使用具有高表面極性的納米纖維素/活性炭顆粒復(fù)合過濾層替代商用聚丙烯(PP)熔噴布過濾層,加工工藝為直接噴涂干燥。高表面極性的納米纖維素網(wǎng)絡(luò)可通過強(qiáng)氫鍵有效吸附截留病毒及顆粒物,提升過濾效率的同時(shí),具有工藝簡單、高效、原料豐富廉價(jià)等優(yōu)勢,可以極大的提高口罩防護(hù)效果。
三、靜電紡絲納米纖維膜
河南曼博睿新材料科技有限公司利用自主研發(fā)的靜電紡絲納米纖維膜生產(chǎn)的醫(yī)用外科口罩和防護(hù)口罩, 檢測結(jié)果顯示,納米纖維膜其纖維直徑只有50納米~200納米,孔徑在30納米~90納米之間,兼具物理過濾和靜電吸附過濾效果,解決了熔噴布電荷吸附能力會(huì)隨時(shí)間和環(huán)境的變化減弱,從而導(dǎo)致過濾功能逐漸衰減的弊端。且價(jià)格比熔噴布更優(yōu)惠,生產(chǎn)速度也更快。該公司納米纖維膜每天產(chǎn)能500公斤,可供口罩廠生產(chǎn)口罩50萬只。
四、抗菌新型纖維材料
樂培氏通過2項(xiàng)專利認(rèn)證技術(shù):新型纖維布和樂培氏抗菌一號(hào)無紡布,用以改造目前使用熔噴布的一次性醫(yī)用口罩,改造升級(jí)口罩采用抗菌專利材料,不僅能抵擋細(xì)菌進(jìn)入,還能殺死依附于表面的有害細(xì)菌,起到多重防護(hù)作用,過濾效果達(dá)到了95%-96%,可用于替代熔噴布。目前,樂培氏已經(jīng)將該材料投入一次性口罩生產(chǎn),日產(chǎn)量在50~100萬片/天。
五、軟支撐納米纖維膜
浙江理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了替代熔噴材料的軟支撐納米纖維膜口罩新材料,該口罩新材料無需靜電駐極處理,單靠物理機(jī)械截留即可過濾空氣中的病毒和細(xì)菌等顆粒,更不會(huì)因高濕等應(yīng)用環(huán)境的變化而影響過濾效果和持久性。經(jīng)檢測,這種材料制成的口罩過濾效率大于95%,吸氣阻力88-91Pa(遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要求≤350Pa),呼氣阻力76Pa(遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要求≤ 250Pa),達(dá)到了GB 2626-2006標(biāo)準(zhǔn)中KN95要求,浙江省市場監(jiān)管局也推薦本材料作為替代口罩中熔噴層的理想有效材料。目前,該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,本口罩新材料已在滿負(fù)荷生產(chǎn),已形成日產(chǎn)40000 平方米的能力,可以保障日產(chǎn)約130萬只口罩。
軟支撐納米纖維膜的結(jié)構(gòu)調(diào)控
說了這么多,我們可以看到,熔噴布的替代材料還挺多,但是,這些材料并不是近兩個(gè)月月就開發(fā)出來的,而是這些材料本身就已經(jīng)存在,只是因?yàn)榘凑掌匠r(jià)格的熔噴布并沒有可替代產(chǎn)品,像PTFE膜這些并不具備競爭優(yōu)勢,也正是因?yàn)槌杀痉矫娌徽純?yōu)勢,所以也沒有往口罩應(yīng)用方面開發(fā),但是疫情發(fā)生后,由于熔噴布緊缺,市場價(jià)格飆升,這些材料才得以涌現(xiàn)具備商業(yè)化價(jià)值,出現(xiàn)了可替代性??赡軐τ脩T了熔噴布的企業(yè)來說,對于新材料的接受程度并不是很高,但不可否認(rèn),這些材料的出現(xiàn)也有效的緩解了當(dāng)前口罩生產(chǎn)的燃眉之急。
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