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醫(yī)用口罩過濾效率的秘密：駐極處理和駐極母粒 

這幾天被口罩刷了屏，最開始幾天企業(yè)紛紛要上口罩線，接下來口罩機(jī)廠商登場了，千家企業(yè)紛紛跟進(jìn)，到了上周，發(fā)現(xiàn)口罩核心材料熔噴布才是硬通貨。 不少企業(yè)明白過來，已經(jīng)是一噸難求。于是，各種產(chǎn)線、各種布料紛紛登場，如汽車配件廠的多組分無紡布改造成口罩熔噴布產(chǎn)線等。八仙過海，各顯神通，但是檢驗(yàn)口罩的幾個(gè)重要指標(biāo)，一個(gè)呼吸阻力，還有就是過濾效率。因?yàn)榇蠹叶枷Ｍ�口罩呼吸阻力小，過濾效率高，有效期長。

今天要給大家講的是口罩的 駐極處理和駐極母粒，跟這些指標(biāo)息息相關(guān)，當(dāng)然這里主要講的是醫(yī)療用口罩，因?yàn)槟壳按笈�量在上的產(chǎn)線，其實(shí)都是民用口罩。

口罩過濾除了機(jī)械阻擋，還有靜電吸附。 纖維過濾材料就是一種處理污染，凈化空氣和水源的常用材料。其捕塵機(jī)理主要依靠布朗擴(kuò)散、截留、慣性碰撞、直接攔截等機(jī)械阻擋作用，但這種機(jī)械阻擋作用 對粒徑小于1μm以下的粒子過濾效果很差，不能起到凈化作用。

如果除原有的機(jī)械阻擋作用外，在空氣過濾的過程中 增加靜電吸附，依靠庫侖力直接吸引氣相中的帶電微粒并將其捕獲，或誘導(dǎo)中性微粒產(chǎn)生極性再將其捕獲，就可以更有效地過濾氣體載體相中的亞微粒子， 大大增強(qiáng)過濾效率，而空氣阻力卻不會(huì)增加。 這就是所謂的 高效低阻過濾材料。 駐極體材料恰好具有這一性質(zhì)。

駐極體是指具有 長期儲(chǔ)存電荷功能的電介質(zhì)材料，它所儲(chǔ)存的電荷可以是外界注入的單極性真實(shí)電荷(或稱空間電荷)，也可以是極性電介質(zhì)中偶極子有序取向而形成的偶極電荷，或者兩類電荷同時(shí)兼有。

當(dāng)熔噴法纖維從噴孔噴出纖維后，若受到帶電質(zhì)子如電子或離子的轟擊，就可以使得熔噴法纖維基材成為駐極體；同樣，當(dāng)微纖維基材收集以后，使其受到電暈處理，也可使其成為駐極體。

有人說，如果沒有口罩測試儀器，如何知道口罩的過濾效率？一個(gè)簡單方法，就是看 口罩靠近大腿時(shí)能否把長長的腳毛變得直立起來！ 駐極處理能夠 增加口罩靜電吸附的能力， 駐極母粒能夠讓靜電保持時(shí)間 久。 下面我們就來了解下這兩個(gè)概念。

（一）：駐極處理

小編在網(wǎng)上沒有查找到駐極處理的定義，但是所謂駐極處理就是 讓駐極體增加更多電荷的方法。 駐極方法主要有靜電紡絲法、電暈充電法、摩擦起電法、熱極化法、低能電子束轟擊法等。下面這個(gè)就是常見的駐極處理設(shè)備：

駐極設(shè)備原理圖

駐極體處理機(jī)是專為熔噴無紡布過濾材料提高過濾效率而設(shè)計(jì)的處理設(shè)備，由三部分組成： 發(fā)生器主機(jī)、升壓變壓器和駐極處理架。處理機(jī)可組合在熔噴生產(chǎn)線上在線處理或?qū)θ蹏娺^濾材料成品獨(dú)立處理，經(jīng)處理機(jī)高壓處理后能極大提高材料的過濾效率。駐極處理架結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)客戶生產(chǎn)現(xiàn)場定制，整套設(shè)備能滿足過濾材料的不同寬度、生產(chǎn)線速度的需要。產(chǎn)品具有多種保護(hù)功能，確保生產(chǎn)過程中的安全、可靠。

駐極設(shè)備現(xiàn)場圖片（箭頭為駐極處理設(shè)備架子和主機(jī)）

（二）：駐極母粒

剛剛提到增加電荷可以靠駐極處理。而要讓這個(gè)靜電儲(chǔ)存，那就要讓材料成分和結(jié)構(gòu)讓駐極體有利于電荷保持。 當(dāng)然，在目前口罩流通速度下，靜電的衰減不足慮（比如出廠后， 半個(gè)月到用戶），而正常的醫(yī)療口罩都是有效期 6個(gè)月，而日本有些口罩有效期是 三年。 提高駐極體材料電荷 儲(chǔ)存能力的途徑有兩種方法：

1、通過提高材料的 結(jié)晶度和機(jī)械變形，使材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成細(xì)長的孔洞通道阻止電荷漂移。

2、通過引入具有電荷 存儲(chǔ)性能的添加劑來產(chǎn)生電荷陷阱捕獲電荷。

所以，相對應(yīng)兩種方法，駐極母粒有兩種類型：

1：改變PP材料的結(jié)晶度和機(jī)械變形，比如結(jié)晶相關(guān)的助劑。這里大家也可以理解為何熔噴的模頭很重要，因?yàn)槟ｎ^直接影響無紡布的微觀形態(tài)。

電氣石名稱：電氣石俗稱碧璽、碧茜，又譯為托瑪琳，由于電氣石具有熱電性及壓電性，容易因靜電效應(yīng)而帶電，因而得名。

2：引入電荷存儲(chǔ)，如加入納米極的 電氣石母粒。 因?yàn)檫@兩種類型的駐極母粒在添加量、價(jià)格上有很大的區(qū)別。

電鏡下PP熔噴無紡布的微觀狀態(tài)（未駐極處理）

（三）口罩過濾效率測試

傳統(tǒng)本過濾效率測定方法是：采用美國TSI8130過濾效率測定儀測定，NaCl氣溶膠粒子直徑為0.26μm以下。

在一定條件下，霧化一定濃度的NACL溶液形成溶膠，測試溶膠經(jīng)過過濾布過濾后的濃度。細(xì)菌過濾效率?Bacterial?filtration?efficiency?(BFE)?按照這個(gè)計(jì)算：

BFE=(C-T)/C×100%

(式中C:陽性質(zhì)控氣溶膠濃度;T:測試樣品氣溶膠濃度)。

口罩過濾效率測試設(shè)備原理圖：

目前很多熔噴布廠商未必有駐極處理設(shè)備，因?yàn)樗麄冎饕�生產(chǎn)民用口罩；也有很多熔噴布廠商，是從別的產(chǎn)品過來的，壓根都不知道有駐極處理這一個(gè)工藝。在口罩機(jī)、熔噴布火熱之后， 口罩相關(guān)測試儀、噴碼、包裝將成為熱點(diǎn)。