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醫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，最開始幾天企業紛紛要上口罩線，接下來口罩機廠商登場了，千家企業紛紛跟進，到了上周，發現口罩核心材料熔噴布才是硬通貨。 不少企業明白過來，已經是一噸難求。于是，各種產線、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線等。八仙過海，各顯神通，但是檢驗口罩的幾個重要指標，一個呼吸阻力，還有就是過濾效率。因為大家都希望口罩呼吸阻力小，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，跟這些指標息息相關，當然這里主要講的是醫療用口罩，因為目前大批量在上的產線，其實都是民用口罩。

口罩過濾除了機械阻擋，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。其捕塵機理主要依靠布朗擴散、截留、慣性碰撞、直接攔截等機械阻擋作用，但這種機械阻擋作用 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，或誘導中性微粒產生極性再將其捕獲，就可以更有效地過濾氣體載體相中的亞微粒子， 大大增強過濾效率，而空氣阻力卻不會增加。 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。

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

當熔噴法纖維從噴孔噴出纖維后，若受到帶電質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？一個簡單方法，就是看 口罩靠近大腿時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間 久。 下面我們就來了解下這兩個概念。

（一）：駐極處理

小編在網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。下面這個就是常見的駐極處理設備：

駐極設備原理圖

駐極體處理機是專為熔噴無紡布過濾材料提高過濾效率而設計的處理設備，由三部分組成： 發生器主機、升壓變壓器和駐極處理架。處理機可組合在熔噴生產線上在線處理或對熔噴過濾材料成品獨立處理，經處理機高壓處理后能極大提高材料的過濾效率。駐極處理架結構形式可根據客戶生產現場定制，整套設備能滿足過濾材料的不同寬度、生產線速度的需要。產品具有多種保護功能，確保生產過程中的安全、可靠。

駐極設備現場圖片（箭頭為駐極處理設備架子和主機）

（二）：駐極母粒

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

1、通過提高材料的 結晶度和機械變形，使材料的結構發生變化，形成細長的孔洞通道阻止電荷漂移。

2、通過引入具有電荷 存儲性能的添加劑來產生電荷陷阱捕獲電荷。

所以，相對應兩種方法，駐極母粒有兩種類型：

1：改變PP材料的結晶度和機械變形，比如結晶相關的助劑。這里大家也可以理解為何熔噴的模頭很重要，因為模頭直接影響無紡布的微觀形態。

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，容易因靜電效應而帶電，因而得名。

2：引入電荷存儲，如加入納米極的 電氣石母粒。 因為這兩種類型的駐極母粒在添加量、價格上有很大的區別。

電鏡下PP熔噴無紡布的微觀狀態（未駐極處理）

（三）口罩過濾效率測試

傳統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，測試溶膠經過過濾布過濾后的濃度。細菌過濾效率?Bacterial?filtration?efficiency?(BFE)?按照這個計算：

BFE=(C-T)/C×100%

(式中C:陽性質控氣溶膠濃度;T:測試樣品氣溶膠濃度)。

口罩過濾效率測試設備原理圖：

目前很多熔噴布廠商未必有駐極處理設備，因為他們主要生產民用口罩；也有很多熔噴布廠商，是從別的產品過來的，壓根都不知道有駐極處理這一個工藝。在口罩機、熔噴布火熱之后， 口罩相關測試儀、噴碼、包裝將成為熱點。