N95口罩是誰發(fā)明的

近期口罩在全球各地炙手可熱，尤其N95口罩更為保障醫(yī)護人員的安全發(fā)揮重要作用。美國z音采訪了N95口罩核心技術(shù)發(fā)明者蔡秉燚，他說：“這是一個非常平凡的發(fā)明”。N95是美國公布的一種口罩規(guī)格，符合規(guī)定的口罩能過濾95%以上的微塵、細(xì)菌和病毒，當(dāng)中使用的材料“熔噴靜電布”是關(guān)鍵。這項技術(shù)的發(fā)明者是田納西大學(xué)材料科學(xué)退休教授、出身臺灣的蔡秉燚。熔噴后的無紡布以超細(xì)纖維微塵，再通過靜電將微粒吸附在布料上。蔡秉燚說：“這個是N95口罩，這個是口罩，拆開它有三層，中間這一層就是熔噴布，熔噴加靜電布?！比蹏娂屿o電，使得一層N95口罩擁有19層棉紗口罩的防護力。蔡秉燚說：“因為加靜電以后，他的過濾效果提高了十倍。如果沒有加靜電，你必須要用十層，等于熔噴加靜電一層的效果。”這項技術(shù)在1992年問世，起初用來提高空氣過濾網(wǎng)效能，1995年開始應(yīng)用在N95口罩上。蔡秉燚說：“這個一般是一次性的，用了就丟了，但是現(xiàn)在口罩量不夠，所以要想一個方法，可以重復(fù)使用一次、兩次、三次也好?！?/p>

駐極機理介紹

駐極機理：體電荷（空問電荷），聚合物內(nèi)部往往有雜質(zhì)離子以及各種缺陷，例如多晶中的空隙，晶體和無定形區(qū)域的界面，長分子鏈的折轉(zhuǎn)、扭曲或切斷等，從而形成電子或空穴的陷阱。在外電場的作用下，正、負(fù)離子將向兩極分離，并可能被陷阱捕獲，外界的電荷也有可能進入介質(zhì)體內(nèi)的陷阱中，造成介質(zhì)體內(nèi)性荷電，稱為"體電荷"。在高聚物紡絲或在紡絲后的牽伸過程中，加一直流高壓電場，通過直流電暈放電對其進行駐極化處理。在熔噴式非織造布的生產(chǎn)過程中，施加靜電場，從而得到駐極化的非織造布過濾材料，提高過濾能力。利用直流電暈放電，使共聚物膜駐極化。將膜駐極體經(jīng)裂纖化，制成膜裂纖維，再將纖維梳理、鋪網(wǎng)、粘合或，制成非織造布。對于駐極體材料，實際上并不十分關(guān)心空間電荷的具體位置，特別關(guān)心的是電荷陷阱的深度和密度。聚合物經(jīng)料斗喂入擠壓機，在擠壓下，聚合物熔融并向前移動，從噴孔中噴出。噴出的纖維由兩股亞音速的熱空氣流拉伸，當(dāng)纖維落在收集器上時，即形成纖維網(wǎng)。

熔噴布的微纖維結(jié)構(gòu)，使其具有較大的表面積，能有效地捕集微細(xì)粒子。靜電法熔噴非織造布即是在熔噴成網(wǎng)過程中，利用靜電技術(shù)將電荷注入纖維內(nèi)，借助靜電力吸引過濾離子，從而獲得更高的過濾效率。駐極化處理的方法有多種，采用靜電技術(shù)，利用直流電暈放電，可以向高聚物中直接注入電荷并將其固定在材料中。

熔噴布的水摩擦駐極

電暈駐極體為了改善充電的均勻性，可以在電暈針和樣品之間附加一個平行于樣品表面的金屬柵網(wǎng)。并在柵網(wǎng)與下電極之間提供一個與電暈電壓極性相同的電壓，形成柵控恒壓電暈充電。這樣既可以使樣品捕獲電荷的橫向分布均勻，同時可以有效地控制樣品的注入電荷密度。充電工藝參數(shù)：充電電壓、充電方式、充電時間、處理溫度、極間距離。材料特性參數(shù)：材料表面結(jié)構(gòu)，材料分子結(jié)構(gòu)、材料厚度、填料。摩擦駐極體熔噴無紡布的過濾效率在50%-70%，經(jīng)過靜電駐極的熔噴布濾效可以達到95%-99.9%，電暈駐極和水刺駐極各有特點，電暈駐極穩(wěn)定性和綜合效益明顯勝出，水刺駐極后飽滿的帶電量是其特點，但是衰減快，老化快，成本高是其局限。加入駐極母粒1%的熔噴布通過高壓水泵將制備好的純水輸送到扇形噴嘴，扇形噴嘴對熔布一面噴進行水刺噴射，通過純水和熔噴布摩擦產(chǎn)生電荷，完成水摩擦駐極。

熔噴無紡布的性能

熔噴無紡布的質(zhì)量和性能取決于聚原料(熔融指數(shù))的正確選擇和加工條件的優(yōu)化。目前，熔噴廠家主要采用的是高融指聚原料，但缺乏必要的靈活性以適應(yīng)不同的市場需求，同時還存在著高成本的壓力。在這種情況下，使用低融指的紡粘級聚原料(MFI=20～50)，再配合使用“斷鏈技術(shù)”的塑料添加劑，可以生產(chǎn)出高品質(zhì)的熔噴無紡布，為熔噴廠家提供了更靈活的操作空間。通過加入IRGATECCR76添加劑，在熔噴紡絲過程中使得樹脂發(fā)生可控性的降解，得到相對分子量分布較窄的無紡布產(chǎn)品，從而提高產(chǎn)品的物理性能和有效降低生產(chǎn)以及倉儲成本。