熔噴聚丙烯駐極體過濾材料的靜電過濾性能研究

熔噴聚丙烯駐極體過濾材料的靜電過濾性能研究

0熔噴聚丙烯駐極體過濾材料在空氣過濾領(lǐng)域中的性能近年來，針對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越流行。熔噴聚丙烯駐極體過濾材料除了可通過一般的慣性沉積、重力沉積、布朗擴(kuò)散等機(jī)械攔截作用實現(xiàn)空氣凈化外,還能利用存在于纖維間的無數(shù)個無源電極產(chǎn)生的靜電吸附作用實現(xiàn)對粉塵的過濾,是一類優(yōu)異的空氣過濾材料但是,熔噴聚丙烯駐極體過濾材料在空氣過濾時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1消毒效率穩(wěn)定性試驗本試驗所用的熔噴聚丙烯駐極體過濾材料來自桐鄉(xiāng)市健民過濾材料有限公司,產(chǎn)品門幅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、過氧乙酸、過氧化氫、二氧化氯等。本試驗選用醫(yī)院中常用的消毒劑。過濾效率穩(wěn)定性試驗采用浸泡方法。具體過程如下:消毒劑溶液的配制:醫(yī)用消毒劑均采用AR級,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:選取25cm×40cm規(guī)格的條狀樣品,并先測定其初始過濾效率和阻力,然后將樣品在不同的醫(yī)用消毒劑中浸泡24小時后取出,常溫下晾干后再次測試其過濾效率和阻力。每個樣品測試三個點并取平均值。為保證樣品性能的一致性,不同消毒劑中測試的樣品均取自同一卷材料。過濾效率和阻力的測試:在浙江朝暉過濾技術(shù)股份有限公司生產(chǎn)的全自動過濾材料測試儀中進(jìn)行。氣溶膠為DEHS(DiethylHexylSebacate,二乙基己醇癸二酸酯),氣溶膠流動速度為5.3cm/s,測試粒徑為0.3～0.5μm;測試時一電暈中和器被用于中和氣溶膠到Boltzmann電荷分布。當(dāng)試驗氣溶膠上游濃度(Cu)和下游濃度(Cd)由一寬頻粒子計數(shù)器(WPS,Model1000XP,MSPCorp.,US-A)測定。過濾效率由下式計算:過濾效率=(Cd/Cu)(100%);2結(jié)果和討論2.1材料篩選操作對極體場所的影響為了論證熔噴聚丙烯過濾材料中駐極體電場對過濾性能的影響,圖1列舉了同樣熔噴工藝條件下制得的、同一批次20g/m2.2耐消毒活性測定由于熔噴聚丙烯駐極體過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濾性能穩(wěn)定性,對其推廣應(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濾材料過濾效率變化情況如表1所示。表1中結(jié)果顯示材料的過濾效率經(jīng)醫(yī)用消毒劑浸泡后幾乎沒有衰減,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,材料過濾效率下降值在0.1～0.2之間,而經(jīng)硼酸、甲醛和過氧乙酸浸泡后,材料過濾效率下降值在0.1以下。經(jīng)消毒酒精浸泡后過濾效率衰減程度雖較大,但也只下降了1.01。這說明消毒劑的作用不會引起材料過濾性能的下降。前已指出,駐極體材料的過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)報道過熔噴聚丙烯駐極體過濾材料經(jīng)不同溶劑浸泡后過濾性能的變化,結(jié)果指出其過濾性能穩(wěn)定性與材料和溶劑之間的相溶性能有關(guān)溶劑特性對材料過濾性能的影響還可通過比較純酒精和75%醫(yī)用消毒酒精浸泡前后過濾效率變化結(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)致純酒精浸泡是過濾效率更大程度的下降。這進(jìn)一步說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濾材料穩(wěn)定性的主要原因。與此同時,我們還研究了不同消毒劑浸泡對聚丙烯駐極體過濾材料過濾阻力的影響。樣品在浸泡前平均過濾阻力為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濾材料的耐清洗性能,測試了材料在清洗液中浸泡24小時前后過濾效率變化情況,結(jié)果列于表2。由表中數(shù)據(jù)可見,當(dāng)用洗潔精和洗衣粉清洗時,過濾效率下降值達(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濾材料的過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、過氧乙酸和消毒酒