对国内所生产的医用防护口罩过滤层样品和国外样品的综合物理性能进行测试及分析,尤其是两者静电驻极前后的过滤效率和静电势,包括过滤层的纤维直径、透气性、过滤效率、厚度、面密度、拉伸强力、孔径和静电势等。
经驻极加工后口罩过滤层性能对比
1.过滤效率和阻力变化
两类样品进行相应的驻极处理,放置于密封袋中,得到一系列经驻极处理后随时间变化的过滤效率值和相应的呼吸阻力值。过滤层的过滤机理主要包括惯性沉积、截留沉积、扩散沉积和静电吸引沉积等。5种过滤层样品中,经过静电驻极的样品与未进行静电驻极的样品相比,过滤效率有明显的提高,从未驻极的20%~35%迅速上升到60%~88%,说明静电吸引沉积对过滤效率有着重要的作用。由于时间有限,测试了驻极后放置480和960h的过滤效率,发现与刚驻极完相比过滤效率没有大的变化,但随着时间的延续,总的过滤效率呈下降的趋势。
因为驻极完后,过滤层表面储存电荷,测试的样品都放在密封袋中,过滤层与外界接触的环境受限,故总的过滤效率衰减得不明显;又因为同一面过滤层中,电荷分布不匀且不都是同一类的,在过滤层存放、移动、测试的过程中,有过滤层表面电荷发生中和或者聚集等情况,存放了一段时间后过滤效率变大也是正常现象。
2.驻极后过滤层静电势随时间的变化
通过电晕驻极处理,聚丙烯滤料层中含有两种电荷:一种是空间电荷;另一种是极化电荷。在放置过程中,滤料的表面结构并没有发生变化。
3.过滤效率与静电势的关系
未驻极过滤层的过滤效率为20%~35%,经驻极后升到60%~88%,说明静电驻极对过滤效率具有很大的影响。静电驻极的原理是让过滤层在高压作用下带上电荷,形成一定的静电势。过滤层所带电荷量越多,所形成的静电势能越大,其所具有的过滤效率必定高。而过滤层所能负载的电荷量与其表面状况、面密度、表面纤维直径等有关。另外在驻极后960h,过滤效率有下降趋势,但数值上与刚驻极的过滤效率变化不大;而在驻极后0~5h这段时间内,过滤层静电势的下降幅度较为明显,然后是缓慢下降。这是因为刚驻极完,过滤层上分布的电荷是不匀的,同时同一面上有可能分布不同的电荷,对刚驻极的过滤层,电荷间的中和以及电荷的消失会使过滤层静电势大幅度下降,但对总的正负电荷量来讲变化是很小的,故过滤效率下降幅度不是很明显。
静电驻极工艺对过滤层的过滤效率有着重要的作用,驻极后过滤层的过滤效率明显提高,在数百小时内过滤效率没有大的变化,但随着时间的延长,总的过滤效率呈下降的趋势。过滤层阻力随着时间的变化不大。过滤层的表面静电势在驻极后0~10h下降的幅度较明显,以后为缓慢下降。