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熔喷布静电驻极工艺原理解读

日期:2020-05-18|作者:admin |人气:
N95口罩里的N代表not resistant to oil,即:不防油;数字代表使用0.3微米颗粒进行测试时的过滤效率,95就是至少能过滤掉95%的流感病毒、灰尘、花粉、雾霾、以及烟尘等微小颗粒物。与医用外科口罩类似,N95口罩的主体结构是由表层抗湿层、中间过滤吸附层以及内层贴肤层三部分组成,原材料均为高分子材料聚丙烯熔喷布,既然都是熔喷布,那么过滤效率不达标的原因是什么呢?
 
口罩熔喷布过滤效率不达标的原因
熔喷无纺布本身的过滤性能其实只有70%以下的,纯粹靠熔喷超细纤维的纤维细、空隙小、孔隙率高的纤维三维集合体的机械阻挡作用是不够的。不然,一味增加材料克重厚度反而会大大增加过滤阻力。所以熔喷过滤材料普遍都是会通过静电驻极的工艺对熔喷布进行添加静电电荷效应,利用静电的方法提升过滤效率,可以达到99.9%到99.99%。也就是达到N95标准或以上。
 
熔喷布纤维过滤原理
N95标准口罩使用的熔喷布主要是通过机械阻挡和静电吸附双重作用来捕获粒子。机械阻挡作用与材料的结构以及性质密切相关:当熔喷布经过电晕充电后带有几百到几千伏电压,由于静电的排斥作用使纤维扩散成网状孔洞,纤维间的尺寸远大于粉尘的尺寸,从而形成一种开放式结构。当粉尘经过熔喷过滤材料时,静电作用不仅能有效吸引带电粉尘粒子,而且以静电感应效应捕获极化的中性粒子。材料静电势越高,材料的电荷密度越大,带点电荷越多,静电作用越强。电晕放电能大大提高聚丙烯熔喷布的过滤性能。加入电气石微粒能有效改善驻极效益,过滤效率增加,过滤阻力降低,纤维表面电荷密度增加,纤网贮存电荷能力也增强。加入6%的电气石驻极综合效果较好。太多驻极材料反而会增加载流子的移动中和现象。驻极母粒要有纳米或微纳米级别尺寸和均匀性。好的驻极母粒可以改善纺丝性能,不影响喷嘴,提高过滤效率,抗静电衰退,降低空气阻力,增加电荷捕集的密度和深度,让更多的电荷有更大的几率存在纤维中聚集体中,并使得捕获的电荷处于更低能量状态,不易脱离电荷载体陷阱或被中和,减缓衰退。
 
熔喷静电驻极工艺
熔喷静电驻极的工艺是事先在PP聚丙烯聚合物中加入电气石、二氧化硅、磷酸锆等无机材料,然后在卷布前通过静电发生器针状电极电压35-50KV一组或多组电晕放电的方式对熔喷材料带上电荷,施加高压时针尖下方的空气产生电晕电离,产生局部击穿放电,载流子通过电场的作用,而沉积到熔喷布表面,一部分载流子会深入表层被驻极母粒的陷阱捕获,从而使熔喷布成为驻极体过滤材料。此电晕过程的电压和相比高压200Kv左右的放电是小了一点,相比没那么多臭氧产生。充电距离和充电电压的作用使反效的。随着充电距离越远,材料俘获的电荷越少。
驻极熔喷布需要
1、熔喷设备一套
2、驻极母粒
3、高压静电放电装置四套
4、分切设备
 
熔喷布应防潮防水储存
在常温常湿条件下,PP熔喷驻极材料具有很好的电荷储存稳定性能,但是当样品在高湿环境时,由于水分子中的极性基团,大气中的异性粒子对纤维上电荷的补偿效应,而造成电荷的大量损失。电荷随着湿度增加下降,并且越来越快。因此,熔喷布在运输储存过程中,一定要防潮保存,避免接触高湿环境,要不及时买了达标的熔喷布,保存不好,做出来的口罩还是难以达标。

 
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