熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料的靜電過(guò)濾性能研究

熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料的靜電過(guò)濾性能研究

0熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料在空氣過(guò)濾領(lǐng)域中的性能近年來(lái)，針對(duì)人類生命和生命的重大威脅的psi和二甲基氧化物的流行病毒越來(lái)越流行。熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料除了可通過(guò)一般的慣性沉積、重力沉積、布朗擴(kuò)散等機(jī)械攔截作用實(shí)現(xiàn)空氣凈化外,還能利用存在于纖維間的無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)源電極產(chǎn)生的靜電吸附作用實(shí)現(xiàn)對(duì)粉塵的過(guò)濾,是一類優(yōu)異的空氣過(guò)濾材料但是,熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料在空氣過(guò)濾時(shí)的高效率很大程度上依賴于其所帶的電荷,當(dāng)濾材暴露于特殊環(huán)境中的穩(wěn)定性一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)1消毒效率穩(wěn)定性試驗(yàn)本試驗(yàn)所用的熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料來(lái)自桐鄉(xiāng)市健民過(guò)濾材料有限公司,產(chǎn)品門(mén)幅1.6m。樣品克重為2.0×10醫(yī)用消毒劑是一類用于殺滅傳播媒介上病原微生物、使其達(dá)到無(wú)害化要求、將病原微生物消滅于人體之外、切斷傳染病的傳播途徑達(dá)到控制傳染病目的的一類化學(xué)試劑。消毒劑按其作用水平可分為滅菌劑和消毒劑,具體包括高錳酸鉀、甲醛、戊二醛、環(huán)氧乙烷、過(guò)氧乙酸、過(guò)氧化氫、二氧化氯等。本試驗(yàn)選用醫(yī)院中常用的消毒劑。過(guò)濾效率穩(wěn)定性試驗(yàn)采用浸泡方法。具體過(guò)程如下:消毒劑溶液的配制:醫(yī)用消毒劑均采用AR級(jí),按照常規(guī)使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度,以去離子水為溶劑配制。具體濃度為2%的戊二醛、3%的硼酸、3%的雙氧水、2%的過(guò)氧乙酸、2%的苯酚和10%的甲醛。酒精選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%的消毒酒精。含氯消毒劑按照原液與去離子水比例1:4混合,原液有效成分為次氯酸鈉,有效氯含量0.8%～1.2%。浸泡試驗(yàn):選取25cm×40cm規(guī)格的條狀樣品,并先測(cè)定其初始過(guò)濾效率和阻力,然后將樣品在不同的醫(yī)用消毒劑中浸泡24小時(shí)后取出,常溫下晾干后再次測(cè)試其過(guò)濾效率和阻力。每個(gè)樣品測(cè)試三個(gè)點(diǎn)并取平均值。為保證樣品性能的一致性,不同消毒劑中測(cè)試的樣品均取自同一卷材料。過(guò)濾效率和阻力的測(cè)試:在浙江朝暉過(guò)濾技術(shù)股份有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)過(guò)濾材料測(cè)試儀中進(jìn)行。氣溶膠為DEHS(DiethylHexylSebacate,二乙基己醇癸二酸酯),氣溶膠流動(dòng)速度為5.3cm/s,測(cè)試粒徑為0.3～0.5μm;測(cè)試時(shí)一電暈中和器被用于中和氣溶膠到Boltzmann電荷分布。當(dāng)試驗(yàn)氣溶膠上游濃度(Cu)和下游濃度(Cd)由一寬頻粒子計(jì)數(shù)器(WPS,Model1000XP,MSPCorp.,US-A)測(cè)定。過(guò)濾效率由下式計(jì)算:過(guò)濾效率=(Cd/Cu)(100%);2結(jié)果和討論2.1材料篩選操作對(duì)極體場(chǎng)所的影響為了論證熔噴聚丙烯過(guò)濾材料中駐極體電場(chǎng)對(duì)過(guò)濾性能的影響,圖1列舉了同樣熔噴工藝條件下制得的、同一批次20g/m2.2耐消毒活性測(cè)定由于熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料的高效率在很大程度上依賴于其所帶的電荷,作為醫(yī)用口罩的主要用材,考察其在醫(yī)用消毒劑作用下的過(guò)濾性能穩(wěn)定性,對(duì)其推廣應(yīng)用非常重要。由不同消毒劑浸泡后的熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料過(guò)濾效率變化情況如表1所示。表1中結(jié)果顯示材料的過(guò)濾效率經(jīng)醫(yī)用消毒劑浸泡后幾乎沒(méi)有衰減,仍能保持在99%以上。其中經(jīng)雙氧水、苯酚、戊二醛和含氯消毒劑浸泡后,材料過(guò)濾效率下降值在0.1～0.2之間,而經(jīng)硼酸、甲醛和過(guò)氧乙酸浸泡后,材料過(guò)濾效率下降值在0.1以下。經(jīng)消毒酒精浸泡后過(guò)濾效率衰減程度雖較大,但也只下降了1.01。這說(shuō)明消毒劑的作用不會(huì)引起材料過(guò)濾性能的下降。前已指出,駐極體材料的過(guò)濾性能與存在于材料中的駐極體電荷密切相關(guān)。因此,上述結(jié)果也表明,消毒劑的浸泡并沒(méi)有引起材料中駐極體電荷的衰減。在我們的前期工作中曾經(jīng)報(bào)道過(guò)熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料經(jīng)不同溶劑浸泡后過(guò)濾性能的變化,結(jié)果指出其過(guò)濾性能穩(wěn)定性與材料和溶劑之間的相溶性能有關(guān)溶劑特性對(duì)材料過(guò)濾性能的影響還可通過(guò)比較純酒精和75%醫(yī)用消毒酒精浸泡前后過(guò)濾效率變化結(jié)果可看出。在我們的研究中發(fā)現(xiàn),純酒精浸泡前后材料過(guò)濾效率從99.58%下降到77.42%,減少值達(dá)22.16%,顯著高于75%醫(yī)用消毒酒精浸泡的1.01%。由于酒精的化學(xué)成分是乙醇,與水相比,其化學(xué)性能與聚丙烯更相近,因而酒精與聚丙烯的相互作用強(qiáng)于水與聚丙烯之間的作用。從而,導(dǎo)致純酒精浸泡是過(guò)濾效率更大程度的下降。這進(jìn)一步說(shuō)明了聚丙烯材料與溶劑的相溶性是決定熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料穩(wěn)定性的主要原因。與此同時(shí),我們還研究了不同消毒劑浸泡對(duì)聚丙烯駐極體過(guò)濾材料過(guò)濾阻力的影響。樣品在浸泡前平均過(guò)濾阻力為32Pa。浸泡后的阻力有升有降,變化率在±2Pa之間。這一結(jié)果顯示,消毒劑的使用對(duì)材料透氣性能的影響不大。2.3清洗效率的下降為考察熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料的耐清洗性能,測(cè)試了材料在清洗液中浸泡24小時(shí)前后過(guò)濾效率變化情況,結(jié)果列于表2。由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn),當(dāng)用洗潔精和洗衣粉清洗時(shí),過(guò)濾效率下降值達(dá)到了24.47%和22.22%,顯著高于消毒劑的浸泡,與純酒精浸泡時(shí)的下降值相當(dāng)。其原因可能與清洗液中所含的表面活性劑有關(guān)。表面活性劑是一類同時(shí)具有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)的物質(zhì)。其所含的疏水基團(tuán)與聚丙烯分子可產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用,從而引起駐極體電荷的衰減。而熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料是醫(yī)用防護(hù)口罩的主要用材,這正是呼吸防護(hù)用品建議一次性使用的原因所在。3醫(yī)用口罩材料熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料的過(guò)濾效率與其所帶的駐極體電荷密切相關(guān),其應(yīng)用穩(wěn)定性主要由電荷穩(wěn)定性所決定。材料經(jīng)雙氧水、苯酚、戊二醛、含氯消毒劑、硼酸、甲醛、過(guò)氧乙酸和消毒酒