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熔喷聚丙烯驻极体过滤材料对医用消毒剂的耐受性研究

作者:时间:2020-07-24 次浏览

近年来,给人类的生命安全带来巨大威胁的SARS和甲型H1N1流感病毒的流行使得人们对医用防护口罩提出了更高的要求。熔喷级聚丙烯驻极体过滤材料除了可通过一般的惯性沉积、重力沉积、布朗扩散等机械拦截作用实现空气净化外,还能利用存在于纤维间的无数个无源电极产生的静电吸附作用实现对粉尘的过滤,是一类优异的空气过滤材料[1]。与此同时,驻极体产生的静电场还能起到刺激细菌蛋白质变异、损伤其细胞质及细胞膜、破坏细菌表面结构等功能,从而能够杀灭细菌[2]。正是由于熔喷聚丙烯驻极体过滤材料所具有的高效、低阻、灭菌多功能使其成为了医用防护口罩的首选材料,并在医疗设施洁净及公共场所洁净等领域得到了广泛的应用[3]。
    但是,熔喷级聚丙烯驻极体过滤材料在空气过滤时的高效率很大程度上依赖于其所带的电荷,当滤材暴露于特殊环境中的稳定性一直是人们关注的焦点[4]。当熔喷聚丙烯驻极体非织造布用于医用口罩时,由于经?;嵊胗糜谏丝?、室内环境、医疗器械、医疗用品消毒的化学试剂相接触,此类环境下的性能稳定性与患者和医务人员的安全健康息息相关。为了深入了解聚丙烯驻极体过滤材料在消毒剂作用下的电荷储存稳定性及阻效性能变化规律,在前期工作的基础上,本文报道采用浸泡方法研究材料在医用消毒剂作用下的过滤效率稳定性结果,为材料在医用口罩中的使用可靠性提供依据。
2. 材料及实验方法
    本试验所用的熔喷聚丙烯驻极体过滤材料来自桐乡市健民过滤材料有限公司,产品门幅1.6m。样品克重为2.0×10-2 kg/m2。
    医用消毒剂是一类用于杀灭传播媒介上病原微生物、使其达到无害化要求、将病原微生物消灭于人体之外、切断传染病的传播途径达到控制传染病目的的一类化学试剂。消毒剂按其作用水平可分为灭菌剂和消毒剂,具体包括高锰酸钾、甲醛、戊二醛、环氧乙烷、过氧乙酸、过氧化氢、二氧化氯等。本试验选用医院中常用的消毒剂。过滤效率稳定性试验采用浸泡方法。具体过程如下:
   消毒剂溶液的配制:医用消毒剂均采用AR级,按照常规使用质量分数浓度,以去离子水为溶剂配制。具体浓度为 2%的戊二醛、3%的硼酸、3%的双氧水、2%的过氧乙酸、2%的苯酚和10%的甲醛。酒精选用质量分数为75%的消毒酒精。
    含氯消毒剂按照原液与去离子水比例1:4混合,原液有效成分为次氯酸钠,有效氯含量 0.8-1.2%。
    浸泡试验:选取25cm×40cm规格的条状样品,并先测定其初始过滤效率和阻力,然后将样品在不同的医用消毒剂中浸泡24小时后取出,常温下晾干后再次测试其过滤效率和阻力。每个样品测试三个点并取平均值。为保证样品性能的一致性,不同消毒剂中测试的样品均取自同一卷材料。
    过滤效率和阻力的测试:在浙江朝晖过滤技术股份有限公司生产的全自动过滤材料测试仪中进行。气溶胶为DEHS (Diethyl Hexyl Sebacate, 二乙基己醇癸二酸酯) ,气溶胶流动速度为5.3cm/s,测试粒径为0.3~0.5μm;测试时一电晕中和器被用于中和气溶胶到Boltzmann电荷分布。当试验气溶胶上游浓度(Cu)和下游浓度(Cd)由一宽频粒子计数器(WPS,Model 1000 XP,MSP Corp.,USA)测定。过滤效率由下式计算:
过滤效率=(Cd/ Cu)(100%);

3. 结果和讨论

差异在于其它生产工艺
    相同的情况下,非驻极体样品没有进行电晕充电。由图可看出,驻极体样品的过滤效率显著高于非驻极体样品。对0.1~0.2 m粒径粒子,过滤效率提高了42%,对0.3~0.5 m粒径粒子,提高了近60%。这表明在其它因素相同的情况下,驻极体的形成使熔喷聚丙烯材料的过滤效率得到了大幅度的提高,而且粉尘的粒径越大,提高的幅度越大。显然这与驻极体过滤材料特殊的静电作用机理有关[5]。非驻极体样品对气溶胶粒子的捕获完全来自惯性和扩散效应,驻极体样品多了静电吸附作用。驻极体与非驻极体样品之间的差值则反映了静电效应的强弱。

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