熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的静电过滤性能研究

熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的静电过滤性能研究

0熔喷聚丙烯驻极体过滤材料在空气过滤领域中的性能近年来，针对人类生命和生命的重大威胁的psi和二甲基氧化物的流行病毒越来越流行。熔喷聚丙烯驻极体过滤材料除了可通过一般的惯性沉积、重力沉积、布朗扩散等机械拦截作用实现空气净化外,还能利用存在于纤维间的无数个无源电极产生的静电吸附作用实现对粉尘的过滤,是一类优异的空气过滤材料但是,熔喷聚丙烯驻极体过滤材料在空气过滤时的高效率很大程度上依赖于其所带的电荷,当滤材暴露于特殊环境中的稳定性一直是人们关注的焦点1消毒效率稳定性试验本试验所用的熔喷聚丙烯驻极体过滤材料来自桐乡市健民过滤材料有限公司,产品门幅1.6m。样品克重为2.0×10医用消毒剂是一类用于杀灭传播媒介上病原微生物、使其达到无害化要求、将病原微生物消灭于人体之外、切断传染病的传播途径达到控制传染病目的的一类化学试剂。消毒剂按其作用水平可分为灭菌剂和消毒剂,具体包括高锰酸钾、甲醛、戊二醛、环氧乙烷、过氧乙酸、过氧化氢、二氧化氯等。本试验选用医院中常用的消毒剂。过滤效率稳定性试验采用浸泡方法。具体过程如下:消毒剂溶液的配制:医用消毒剂均采用AR级,按照常规使用质量分数浓度,以去离子水为溶剂配制。具体浓度为2%的戊二醛、3%的硼酸、3%的双氧水、2%的过氧乙酸、2%的苯酚和10%的甲醛。酒精选用质量分数为75%的消毒酒精。含氯消毒剂按照原液与去离子水比例1:4混合,原液有效成分为次氯酸钠,有效氯含量0.8%～1.2%。浸泡试验:选取25cm×40cm规格的条状样品,并先测定其初始过滤效率和阻力,然后将样品在不同的医用消毒剂中浸泡24小时后取出,常温下晾干后再次测试其过滤效率和阻力。每个样品测试三个点并取平均值。为保证样品性能的一致性,不同消毒剂中测试的样品均取自同一卷材料。过滤效率和阻力的测试:在浙江朝晖过滤技术股份有限公司生产的全自动过滤材料测试仪中进行。气溶胶为DEHS(DiethylHexylSebacate,二乙基己醇癸二酸酯),气溶胶流动速度为5.3cm/s,测试粒径为0.3～0.5μm;测试时一电晕中和器被用于中和气溶胶到Boltzmann电荷分布。当试验气溶胶上游浓度(Cu)和下游浓度(Cd)由一宽频粒子计数器(WPS,Model1000XP,MSPCorp.,US-A)测定。过滤效率由下式计算:过滤效率=(Cd/Cu)(100%);2结果和讨论2.1材料筛选操作对极体场所的影响为了论证熔喷聚丙烯过滤材料中驻极体电场对过滤性能的影响,图1列举了同样熔喷工艺条件下制得的、同一批次20g/m2.2耐消毒活性测定由于熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的高效率在很大程度上依赖于其所带的电荷,作为医用口罩的主要用材,考察其在医用消毒剂作用下的过滤性能稳定性,对其推广应用非常重要。由不同消毒剂浸泡后的熔喷聚丙烯驻极体过滤材料过滤效率变化情况如表1所示。表1中结果显示材料的过滤效率经医用消毒剂浸泡后几乎没有衰减,仍能保持在99%以上。其中经双氧水、苯酚、戊二醛和含氯消毒剂浸泡后,材料过滤效率下降值在0.1～0.2之间,而经硼酸、甲醛和过氧乙酸浸泡后,材料过滤效率下降值在0.1以下。经消毒酒精浸泡后过滤效率衰减程度虽较大,但也只下降了1.01。这说明消毒剂的作用不会引起材料过滤性能的下降。前已指出,驻极体材料的过滤性能与存在于材料中的驻极体电荷密切相关。因此,上述结果也表明,消毒剂的浸泡并没有引起材料中驻极体电荷的衰减。在我们的前期工作中曾经报道过熔喷聚丙烯驻极体过滤材料经不同溶剂浸泡后过滤性能的变化,结果指出其过滤性能稳定性与材料和溶剂之间的相溶性能有关溶剂特性对材料过滤性能的影响还可通过比较纯酒精和75%医用消毒酒精浸泡前后过滤效率变化结果可看出。在我们的研究中发现,纯酒精浸泡前后材料过滤效率从99.58%下降到77.42%,减少值达22.16%,显著高于75%医用消毒酒精浸泡的1.01%。由于酒精的化学成分是乙醇,与水相比,其化学性能与聚丙烯更相近,因而酒精与聚丙烯的相互作用强于水与聚丙烯之间的作用。从而,导致纯酒精浸泡是过滤效率更大程度的下降。这进一步说明了聚丙烯材料与溶剂的相溶性是决定熔喷聚丙烯驻极体过滤材料稳定性的主要原因。与此同时,我们还研究了不同消毒剂浸泡对聚丙烯驻极体过滤材料过滤阻力的影响。样品在浸泡前平均过滤阻力为32Pa。浸泡后的阻力有升有降,变化率在±2Pa之间。这一结果显示,消毒剂的使用对材料透气性能的影响不大。2.3清洗效率的下降为考察熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的耐清洗性能,测试了材料在清洗液中浸泡24小时前后过滤效率变化情况,结果列于表2。由表中数据可见,当用洗洁精和洗衣粉清洗时,过滤效率下降值达到了24.47%和22.22%,显著高于消毒剂的浸泡,与纯酒精浸泡时的下降值相当。其原因可能与清洗液中所含的表面活性剂有关。表面活性剂是一类同时具有亲水基团和疏水基团的物质。其所含的疏水基团与聚丙烯分子可产生较强的相互作用,从而引起驻极体电荷的衰减。而熔喷聚丙烯驻极体过滤材料是医用防护口罩的主要用材,这正是呼吸防护用品建议一次性使用的原因所在。3医用口罩材料熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的过滤效率与其所带的驻极体电荷密切相关,其应用稳定性主要由电荷稳定性所决定。材料经双氧水、苯酚、戊二醛、含氯消毒剂、硼酸、甲醛、过氧乙酸和消毒酒