驻极母粒是什么?
驻极母粒(Electret masterbatch),是一种配合驻极设备使用的特殊功能母粒,在**疫情的快速蔓延下,市场对熔喷布的需求量激增,随着95、99熔喷布产能的大量提升,作为熔喷布的重要生产原料之一,型驻极母粒的产能也已经开始告急。2020年新冠疫情爆发以来, 口罩是这个环境下必不可少的日用品,也把口罩推向了风口浪尖,导致市场口罩价格疯涨并且断销。
聚丙烯熔喷布驻极母粒
1.机械阻隔
机械阻隔有以下几种情况:
空气中粒径大于5um的飞沫可以被过滤材料阻隔在外。
微尘直径小于3um时,微尘被口 罩滤材中的弯曲孔道纤维层机械拦截。
当颗粒粒径与气流速度都较大时,颗粒由于惯性与纤维碰撞而捕获,当颗粒小流速低时,颗粒因布朗运动撞击到纤维上而被捕获。
2、静电吸附
静电吸附是指当过滤材料的纤维带电时,通过荷电纤维的库仑力实现对粉尘病毒的捕获。
提高口 罩的过滤效率,其关键在于熔喷无纺布的静电储存,在目前口 罩流通速度下,静电的衰减不足虑(比如出厂后,半个月到用户),而正常的常用口 罩都是6个月,而日本有些口罩是三年。
驻极母粒与熔喷布的关系
什么是N95口罩?
病毒防护口罩主要有医用外科口罩和N95口罩。国标YY 0469-2011《医用外科口罩技术要求》标准规定,医用外科口罩须达到的重要技术指标包括过滤效率、过滤效率和呼吸阻力:
1:过滤效率:在空气流量(30±2)L/min条件下,对空气动力学中值直径(0.24±0.06)μm氯化钠气溶胶的过滤效率不低于30%;
2:过滤效率:在规定条件下,对平均颗粒直径为(3±0.3)μm的金葡萄球菌气溶胶的过滤效率不低于95%;
3:呼吸阻力:在过滤效率流量条件下,吸气阻力不**过49Pa,呼气阻力不**过29.4Pa。
这其中保证过滤效果的标准就是*二条,金葡萄球菌气溶胶过滤效率不低于95%,这也就是N95概念的由来。因此N95口罩虽然不是医用口罩,但是满足过滤效率满足95%的标准,且能更好地贴合人体面部,所以也能起到很好的病毒预防作用。
而给这两种口罩带来病毒过滤作用的主要材料就是较细密且带静电的内层过滤布——熔喷无纺布。
熔喷无纺布过滤原理
熔喷无纺布主要材质是聚丙烯,是一种**细静电纤维布,可以捕捉粉尘。含有肺炎病毒的飞沫靠近熔喷无纺布后,会被静电吸附在无纺布表面,无法透过。这就是这种材料隔绝病菌的原理。粉尘被**细静电纤维捕捉住后,较不易因清洗而脱离,且水洗亦会被破坏静电的吸尘能力。因此这种口罩只能一次性使用。
驻极母粒是什么
对于医用口罩,带驻极母粒和驻极高压电处理的驻极熔喷布,这层是核心的部分,只有驻极处理后熔喷布上很多电荷才对也同样带电荷的0.3微米的非油性小颗粒物有很强的吸附效果,通常要求要大于95%以上,这个其实只有专业的仪器才能测试出来,有些厂家也用两层25-28克驻极处理后的熔喷布去达到50-60克驻极熔喷布的效果!
驻极母粒基本组成
以聚丙烯为基材,使用助剂,使助剂在母料中达到了均匀分散,在熔喷布的纺丝过程中,加入百分之2-8,可以有效增加熔喷无纺布中电荷捕集能阱的密度和深度,达到提高熔喷无纺布的综合滤效和抗热衰减的性能。使其在同等纤维细度和克重的情况下,降低无纺布产品阻力,同时提高无纺布产品滤效。
驻极母粒基本参数:
1、外观:圆柱状均匀颗粒。
2、堆积密度:0.60~0.80g/cm3。
3、颜色:白色或淡
4、添加量:2.0-8.0%
驻极母粒的开发目前国内只有少数企业生产,很多是熔喷布厂自己使用,随着国内熔喷布大量投产,转产口罩、防护等熔喷布,驻极母粒目前市场处于紧缺状态。
驻极母粒在口罩中的作用
口罩过滤除了机械阻挡,还有静电吸附。纤维过滤材料就是一种处理污染,净化空气和水源的常用材料。其捕尘机理主要依靠布朗扩散、截留、惯性碰撞、直接拦截等机械阻挡作用,但这种机械阻挡作用对粒径小于1μm以下的粒子过滤效果很差,不能起到净化作用。
如果除原有的机械阻挡作用外,在空气过滤的过程中增加静电吸附,依靠库仑力直接吸引气相中的带电微粒并将其捕获,或诱导中性微粒产生极性再将其捕获,就可以更有效地过滤气体载体相中的亚微粒子,大大增强过滤效率,而空气阻力却不会增加。这就是所谓的*低阻过滤材料。驻极体材料恰好具有这一性质。
驻极体是指具有长期储存电荷功能的电介质材料,它所储存的电荷可以是外界注入的单极性真实电荷(或称空间电荷),也可以是极性电介质中偶较子有序取向而形成的偶较电荷,或者两类电荷同时兼有。
当熔喷法纤维从喷孔喷出纤维后,若受到带电质子如电子或离子的轰击,就可以使得熔喷法纤维基材成为驻极体;同样,当微纤维基材收集以后,使其受到电晕处理,也可使其成为驻极体。
有人说,如果没有口罩测试仪器,如何知道口罩的过滤效率?一个简单方法,就是看口罩靠近大腿时能否把长长的脚毛变得直立起来!驻极处理能够增加口罩静电吸附的能力,驻极母粒能够让静电保持时间久。下面我们就来了解下这两个概念。
(一):驻极母粒处理
小编在网上没有查找到驻极处理的定义,但是所谓驻极处理就是让驻极体增加更多电荷的方法。驻极方法主要有静电纺丝法、电晕充电法、摩擦起电法、热较化法、低能电子束轰击法等。下面这个就是常见的驻极处理设备:
(二):驻极母粒
刚刚提到增加电荷可以靠驻极处理。而要让这个静电储存,那就要让材料成分和结构让驻极体有利于电荷保持。当然,在目前口罩流通速度下,静电的衰减不足虑(比如出厂后,半个月到用户),而正常的医疗口罩都是有效期6个月,而日本有些口罩有效期是三年。提高驻极体材料电荷储存能力的途径有两种方法:
1、通过提高材料的结晶度和机械变形,使材料的结构发生变化,形成细长的孔洞通道阻止电荷漂移。
2、通过引入具有电荷存储性能的添加剂来产生电荷陷阱捕获电荷。
所以,相对应两种方法,驻极母粒有两种类型:
1:改变PP材料的结晶度和机械变形,比如结晶相关的助剂。这里大家也可以理解为何熔喷的模头很重要,因为模头直接影响无纺布的微观形态。
电气石名称:电气石俗称碧玺、碧茜,又译为托玛琳,由于电气石具有热电性及压电性,*因静电效应而带电,因而得名。
2:引入电荷存储,如加入纳米较的电气石母粒。因为这两种类型的驻极母粒在添加量、价格上有很大的区别。
电镜下PP熔喷无纺布的微观状态(未驻极处理)
(三)口罩过滤效率测试
传统本过滤效率测定方法是:采用美国TSI8130过滤效率测定仪测定,NaCl气溶胶粒子直径为0.26μm以下。
目前很多熔喷布厂商未必有驻极处理设备,因为他们主要生产民用口罩;也有很多熔喷布厂商,是从别的产品过来的,压根都不知道有驻极处理这一个工艺。在口罩机、熔喷布火热之后,口罩相关测试仪、喷码、包装将成为热点。