O "N" nas máscaras N95 significa "não resistente a óleo", ou seja, não resistente a óleo; o número representa a eficiência de filtragem quando testada com partículas de 0,3 mícron, e o 95 significa que ela pode filtrar pelo menos 95% de partículas pequenas, como o vírus da gripe, poeira, pólen, neblina e fumaça. Semelhante às máscaras cirúrgicas médicas, a estrutura principal das máscaras N95 consiste em três partes: uma camada superficial à prova de umidade, uma camada intermediária de filtragem e adsorção e uma camada interna. A matéria-prima utilizada é o tecido meltblown de polipropileno de alto peso molecular. Considerando que são feitas de tecido meltblown, quais são os motivos para a eficiência de filtragem não atender aos padrões?
Razões para a eficiência de filtragem abaixo do padrão do tecido meltblown das máscaras
O desempenho de filtração do tecido não tecido meltblown em si é, na verdade, inferior a 70%. Não basta confiar apenas no efeito de barreira mecânica dos agregados tridimensionais de fibras ultrafinas meltblown, com fibras finas, pequenos vazios e alta porosidade. Além disso, o simples aumento do peso e da espessura do material aumentaria consideravelmente a resistência à filtração. Portanto, os materiais filtrantes meltblown geralmente recebem cargas eletrostáticas por meio do processo de polarização eletrostática, utilizando métodos eletrostáticos para melhorar a eficiência de filtração, que pode atingir de 99,9% a 99,99%, ou seja, alcançar o padrão N95 ou superior.
Princípio da filtração de fibras de tecido fundido
O tecido meltblown usado em máscaras padrão N95 captura partículas principalmente por meio de um efeito duplo: barreira mecânica e adsorção eletrostática. O efeito de barreira mecânica está intimamente relacionado à estrutura e às propriedades do material: quando o tecido meltblown é carregado por efeito corona com uma voltagem de algumas centenas a alguns milhares de volts, as fibras se difundem em uma rede de poros devido à repulsão eletrostática, e o tamanho entre as fibras é muito maior que o da poeira, formando assim uma estrutura aberta. Quando a poeira passa pelo material filtrante meltblown, o efeito eletrostático não só atrai eficazmente as partículas de poeira carregadas, como também captura partículas neutras polarizadas por meio do efeito de indução eletrostática. Quanto maior o potencial eletrostático do material, maior a densidade de carga do material, mais cargas pontuais ele carrega e mais forte o efeito eletrostático. A descarga corona pode melhorar significativamente o desempenho de filtragem do tecido meltblown de polipropileno. A adição de partículas de turmalina pode melhorar efetivamente a polarizabilidade, aumentar a eficiência de filtragem, reduzir a resistência à filtragem, aumentar a densidade de carga superficial da fibra e melhorar a capacidade de armazenamento de carga da malha de fibras.
A adição de 6% de turmalina ao eletrodo apresenta um efeito geral melhor. Materiais polarizáveis em excesso podem, na verdade, aumentar a movimentação e a neutralização dos portadores de carga. O masterbatch eletrificado deve ter tamanho e uniformidade na escala nanométrica ou micronanométrica. Um bom masterbatch polar pode melhorar o desempenho da fiação sem afetar o bocal, aumentar a eficiência da filtração, resistir à degradação eletrostática, reduzir a resistência do ar, aumentar a densidade e a profundidade de captura de carga, aumentar a probabilidade de mais cargas serem aprisionadas nos agregados de fibra e manter as cargas capturadas em um estado de energia mais baixo, dificultando sua fuga das armadilhas de portadores de carga ou sua neutralização, retardando assim a degradação.
Processo de polarização eletrostática melt blown
O processo de descarga eletrostática em tecido meltblown envolve a adição prévia de materiais inorgânicos, como turmalina, dióxido de silício e fosfato de zircônio, ao polímero de polipropileno (PP). Em seguida, antes da laminação do tecido, o material meltblown é carregado por um ou mais ciclos de descarga corona, utilizando um eletrodo em forma de agulha com tensão de 35-50 kV gerada por um gerador eletrostático. Quando a alta tensão é aplicada, o ar abaixo da ponta da agulha produz ionização corona, resultando em uma descarga localizada. Os portadores de carga são depositados na superfície do tecido meltblown pela ação do campo elétrico, e alguns deles são aprisionados pelas partículas estacionárias, tornando o tecido meltblown um material filtrante para o eletrodo. A tensão durante esse processo corona é ligeiramente menor em comparação com uma descarga com alta tensão em torno de 200 kV, resultando em menor produção de ozônio. O efeito da distância e da tensão de carregamento é contraproducente. À medida que a distância de carregamento aumenta, a quantidade de carga capturada pelo material diminui.
É necessário tecido meltblown eletrificado.
1. Um conjunto de equipamentos para processo melt blown
2. Masterbatch eletrificado
3. Quatro conjuntos de dispositivos de descarga eletrostática de alta tensão
4. Equipamento de corte
O tecido meltblown deve ser armazenado em local protegido da umidade e à prova d'água.
Em condições normais de temperatura e umidade, os materiais polarizáveis de polipropileno fundido (PP) apresentam excelente estabilidade de armazenamento de carga. No entanto, quando a amostra é exposta a um ambiente de alta umidade, ocorre uma grande perda de carga devido ao efeito de compensação dos grupos polares nas moléculas de água e das partículas anisotrópicas na atmosfera sobre as cargas nas fibras. A carga diminui com o aumento da umidade e esse processo se torna mais rápido. Portanto, durante o transporte e armazenamento, o tecido fundido deve ser mantido protegido da umidade e evitar o contato com ambientes de alta umidade. Caso contrário, as máscaras produzidas terão dificuldades em atender aos padrões de qualidade.
Tecnologia não tecida Co. de Dongguan Liansheng, Ltd.Foi fundada em maio de 2020. É uma empresa de produção de tecido não tecido em larga escala, integrando pesquisa e desenvolvimento, produção e vendas. Ela pode produzir tecidos não tecidos spunbond de PP em diversas cores, com largura inferior a 3,2 metros e gramaturas de 9 a 300 gramas.
Data da publicação: 27/10/2024