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一種可以替代熔噴布的產(chǎn)品——聚四氟乙烯(PTFE)納米復(fù)合膜。它的特點(diǎn)在于可以純粹依靠物理原理攔截顆粒和細(xì)菌。意味著它無需添加駐極母粒、加載靜電電荷等復(fù)雜工序。這種超濾膜具有耐高溫、耐有機(jī)溶劑、疏水、透氣性好、阻燃、無毒等特性。這種口罩過濾材料一經(jīng)應(yīng)用,便成為口罩生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
●聚四氟乙烯(PTFE),是由四氟乙烯聚合而成的高分子化合物,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、高潤(rùn)滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化性能。
●PTFE膜是以聚四氟乙烯為原料,經(jīng)過特殊工藝(壓延、擠出、雙向拉伸等)制成的微孔性薄膜。PTFE膜按用途可以分為服裝膜、空氣過濾膜、空氣凈化膜。PTFE膜具有原纖維狀微孔結(jié)構(gòu),孔隙率達(dá)85%以上,孔徑在0.02μm-15μm左右。
●PTFE微孔膜本身就具有良好的疏水性,加上孔徑小,微孔膜具有防水性的同時(shí)還具有較好的透氣性,很適用于防水防塵透氣的應(yīng)用。
PTFE膜的成孔原理
●PTFE是半結(jié)晶聚合物,晶體由平行排列的折疊鏈形成片晶,片晶與片晶間為粘性的無定型部分,堆積形成帶狀多晶聚合物。它的分子鏈間的相互作用弱,所以在外部應(yīng)力作用下很容易被拉出微粒成為微纖。
●PTFE的拉伸過程是細(xì)纖從折疊片晶中被不斷拉出、變長(zhǎng)變細(xì)的過程。PTFE壓延膜在拉伸(縱拉)的過程中,形成由未拉伸晶區(qū)組成的島狀結(jié)點(diǎn)和連接結(jié)點(diǎn)的細(xì)長(zhǎng)纖維。
●PTFE膜密度很小,通常只有1.75g/m2,需與無紡布或者ES熱風(fēng)棉熱復(fù)合,形成“PTFE膜+無紡布”雙層復(fù)合膜,或者“無紡布+PTFE膜+無紡布”三層復(fù)合膜。
PTFE纖維截面積只有熔噴纖維1%
采用糊膏擠出、雙向拉伸技術(shù),制得的纖維直徑可以達(dá)到100nm以下,截面積只有PP熔噴纖維的1%。這些納米纖維交錯(cuò)排布形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有非常好的過濾效率,具有高效低阻的特點(diǎn),足以防護(hù)細(xì)菌和病毒。
長(zhǎng)期儲(chǔ)存效率不會(huì)降低
PTFE納米濾材是純物理過濾,長(zhǎng)期儲(chǔ)存過濾效率不會(huì)降低,使用沸水蒸煮或酒精消毒滅菌后效率也不會(huì)下降,可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用。
阻力更低,效率更高
PTFE納米微孔薄膜與兩層無紡布覆合的三層結(jié)構(gòu)聚四氟乙烯納米濾材,相較于常見的雙層結(jié)構(gòu)濾材,阻力更低,效率更高,且在后加工和使用時(shí)損傷的風(fēng)險(xiǎn)更小。
●當(dāng)前,用于口罩的過濾層主要是由聚丙烯(PP)纖維堆積形成網(wǎng)狀貫通結(jié)構(gòu)的熔噴無紡布,具有良好的過濾性、阻隔性、保溫性、吸附性。PP熔噴無紡布纖維的尺寸為1-10μm,纖維堆積形成的孔隙較大,所以為了能有效過濾顆粒物,PP熔噴無紡布一般會(huì)進(jìn)行駐極處理,通過靜電吸附作用攔截細(xì)小顆粒。因此,PP熔噴無紡布的過濾機(jī)理是物理截留加靜電吸附。
為了加大負(fù)載電荷、提高PP熔噴無紡布的過濾效果,無紡布需要較大的厚度和克重來儲(chǔ)存足量的電荷,但這也會(huì)導(dǎo)致阻力的增加。所以高效率的PP熔噴無紡布往往阻力較大、透氣性差。
其次,PP熔噴無紡布上的電荷會(huì)慢慢減弱直至消失,導(dǎo)致過濾效率明顯下降,也就是說采用PP熔噴無紡布的口罩具有時(shí)效性,不能長(zhǎng)期儲(chǔ)存,因此,PP無紡布的口罩在儲(chǔ)存和使用過程中有效率下降的風(fēng)險(xiǎn)。
●PTFE納米膜口罩過濾材料的優(yōu)勢(shì):
優(yōu)勢(shì)一:膜的厚度僅為0.2mm,輕薄透氣。
優(yōu)勢(shì)二:呼吸阻力小。納米膜厚度僅為傳統(tǒng)熔噴布的六分之一。
優(yōu)勢(shì)三:更加的透濕。聚四氟乙烯吸濕率低,人體呼吸產(chǎn)生的濕氣98%都可以排出口罩外,高效透濕。
優(yōu)勢(shì)四:對(duì)PM2.5等微細(xì)顆粒有效過濾。聚四氟乙烯薄膜的纖維直徑只有100~200納米,孔徑分布均在納米級(jí)別,病毒、細(xì)菌等微生物都可以過濾掉,PM2.5的過濾效果更佳。
優(yōu)勢(shì)五:使用壽命更長(zhǎng)。聚四氟乙烯口罩膜屬于純物理性阻擋,使用者吸氣時(shí),納米孔徑會(huì)將顆粒物阻隔在口罩表層,呼氣時(shí),會(huì)反向?qū)⒏街念w粒物推回環(huán)境中去。