怎么判斷口罩真假了
如果你還不知道,那么我們先來簡單回顧一下。
外科口罩都分為3層,外面的兩層是紡粘無紡布,中間的是熔噴棉。不管是紡粘無紡布,還是熔噴棉,都不是棉花做的,而是塑料聚丙烯(PP)做的。
北卡羅來納州立大學(xué)無紡材料研究所的副所長、材料學(xué)教授 Behnam Pourdeyhimi 介紹,外科口罩的前后兩層無紡布是沒有過濾微生物的功效的,它們只能阻隔液滴,只有中間的那一層熔噴棉才具有過濾病菌的作用。
合格的N95口罩和外科口罩的夾層是熔噴棉
新冠疫情暴發(fā)后,熔噴棉的價格也是飛漲,從之前的一噸6千美金,漲到了一噸6萬美金。
可是問題來了,紡粘無紡布和熔噴棉的原材料都是聚丙烯,為什么只有熔噴棉才有過濾病菌的功能,而且它供不應(yīng)求呢?
簡單來說,這是因為醫(yī)用熔噴棉的纖維賊細,而且制造醫(yī)用熔噴棉的機器賊貴、交貨時間也很長。
先說熔噴棉的過濾功能。
其實,纖維的過濾效率(FE)是纖維的平均直徑和填充密度決定的,纖維直徑越小,過濾效率越高。
熔噴棉成品纖維的直徑大概在0.5~10微米之間,而紡粘層纖維直徑在20微米左右。因為纖維超細,所以熔噴棉有很大的表面積,可以吸附各種微顆粒。更厲害的是,熔噴棉還比較透氣,因此是制作口罩濾芯的好材料,而紡粘無紡布不行。
來看看這兩種無紡布的制造過程
制作紡粘無紡布時,聚丙烯熔化以后被拉成絲,然后結(jié)成網(wǎng)——
和紡粘無紡布相比,熔噴棉的技術(shù)高端多了,實際上熔噴技術(shù)用于大規(guī)模生產(chǎn)微米級纖維的技術(shù)。
熔噴棉的制造過程類似于做棉花糖。
機器可以產(chǎn)生高速熱氣流,熱氣流將熔化的聚丙烯從開口極小的熔噴噴頭噴出,效果和噴霧一樣——
迷霧一般的超細纖維會在滾筒或者平板上聚集起來,成為熔噴無紡布——
實際上,熔噴技術(shù)靈感來自自然界。你大概不知道,大自然也會制造熔噴材料哦。
在火山口附近常有一些長相奇怪的假發(fā),它們是火山毛(Pele’s hair),這是玄武巖巖漿被火山口的熱風(fēng)吹成的。
在工業(yè)上(比如工廠的煙囪),為了過濾極小的顆粒,工程師會用電場給微粒帶電,然后用電網(wǎng)把它們吸住。
用靜電除塵技術(shù)過濾空氣
受到這種技術(shù)的啟發(fā),許多人都曾嘗試給塑料纖維帶電,但是沒有成功。但是蔡秉燚卻做到了,他發(fā)明了一種給塑料帶電的方法,將空氣離子化,為熔噴布帶靜電,使其變成駐極體,也就是永久帶電的材料。
這時,1層皮卡丘熔噴布不僅抵10層沒過電的,還能夠吸引直徑為100納米左右的顆粒,比如新冠病毒。
可以說,有了蔡秉燚的技術(shù),才有了N95口罩。世界上數(shù)十億人的生命都被這種技術(shù)保護著
看完醫(yī)用級熔噴棉的制造過程,你就明白它的技術(shù)難度了。實際上,熔噴棉制造過程中最難的部分可能就是制造制造熔噴棉的機械了。
今年3月,熔噴機械供貨商德國 Reicol 公司的銷售總監(jiān) Markus Müller 在接受美國全國公共廣播電臺(NPR)采訪時表示,為了保證纖維夠細且質(zhì)量穩(wěn)定,熔噴機器需要很高的精度,不好制造,一臺機器的生產(chǎn)和組裝時間至少要5-6個月,每臺機器的價格可達4百萬美金,而市面上的許多機器的質(zhì)量參差不齊。
佛羅里達的 Hills, Inc 是世界上少數(shù)幾個能制造熔噴棉設(shè)備噴頭的廠家,該公司的研發(fā)經(jīng)理 Timothy Robson 也表示熔噴棉設(shè)備的技術(shù)含量很高。
雖然我國口罩年產(chǎn)量約占全球的50%,是第一大口罩生產(chǎn)國和出口國,但根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會2月份的數(shù)據(jù),全國熔噴無紡布產(chǎn)量不到10萬噸/年,熔噴無紡布的缺口很大。
考慮到熔噴布制造機械的價格和機器交貨時間,小型企業(yè)是不太可能在短時期生產(chǎn)大量合格的熔噴棉的。
所以一個新的問題來了:怎么判斷買到的口罩是合格的,而且是用熔噴棉做的呢?
其實方法很簡單,分三步走。
首先,因為夾心餅干的外層紡粘無紡布具有防水性,合格的醫(yī)用口罩應(yīng)該是防水的,都不防水的話還怎么過濾口腔噴射的液滴?你可以像這位大哥一樣倒一點水上去試試——
其次,聚丙烯不容易著火,遇熱倒是容易熔化,建筑材料燃燒性能等級為 B1,所以熔噴棉是不會燃燒的。如果用打火機烤,熔噴棉會卷起來烊掉,但是不會著火。
換句話說,如果你買到的口罩的中間層用打火機烤了會著火,那就是妥妥的假貨。
第三,醫(yī)用熔噴棉帶有靜電,所以可以吸起小紙片。
當然,如果你需要多次使用同一個口罩,N95的發(fā)明人蔡秉燚本人也有消毒的建議。
今年3月25號,蔡秉燚在田納西大學(xué)的網(wǎng)頁上表示,醫(yī)用口罩和N95口罩的靜電駐極效果很穩(wěn)定,即使用70攝氏度的熱風(fēng)為口罩消毒30分鐘,也不影響口罩的駐極體性質(zhì)。不過,酒精會把熔噴布的電荷帶走,所以不要用酒精對口罩進行消毒。