Το βασικό υλικό στις μάσκες πρόληψης επιδημιών - πολυπροπυλένιο

Το κύριο υλικό των μασκών είναιμη υφασμένο ύφασμα πολυπροπυλενίου(επίσης γνωστό ως μη υφασμένο ύφασμα), το οποίο είναι ένα λεπτό ή σαν τσόχα προϊόν που κατασκευάζεται από υφαντικές ίνες μέσω συγκόλλησης, σύντηξης ή άλλων χημικών και μηχανικών μεθόδων. Οι ιατρικές χειρουργικές μάσκες κατασκευάζονται γενικά από τρία στρώματα μη υφασμένου υφάσματος, συγκεκριμένα το μη υφασμένο ύφασμα S spunbond, το μη υφασμένο ύφασμα meltblown M και το μη υφασμένο ύφασμα S spunbond, γνωστό ως δομή SMS. Το εσωτερικό στρώμα είναι κατασκευασμένο από συνηθισμένο μη υφασμένο ύφασμα, το οποίο έχει μια φιλική προς το δέρμα και απορροφητική επίδραση υγρασίας. Το εξωτερικό στρώμα είναι κατασκευασμένο από αδιάβροχο μη υφασμένο ύφασμα, το οποίο έχει τη λειτουργία του μπλοκαρίσματος υγρών και χρησιμοποιείται κυρίως για το μπλοκάρισμα υγρών που ψεκάζονται από τον χρήστη ή άλλους. Το μεσαίο στρώμα φίλτρου είναι συνήθως κατασκευασμένο από μη υφασμένο ύφασμα πολυπροπυλενίου melt blow που έχει ηλεκτροστατικά πολωθεί, το οποίο μπορεί να φιλτράρει τα βακτήρια και να παίξει καθοριστικό ρόλο στο μπλοκάρισμα και το φιλτράρισμα.

Η αυτοματοποιημένη γραμμή παραγωγής μασκών βελτιώνει σημαντικά την αποδοτικότητα της παραγωγής μασκών. Μεγάλοι κύλινδροι από μη υφασμένο ύφασμα πολυπροπυλενίου κόβονται σε μικρούς ρόλους και τοποθετούνται στη γραμμή παραγωγής μασκών. Το μηχάνημα ρυθμίζει μια μικρή γωνία και σταδιακά τους στενεύει και τους μαζεύει από αριστερά προς τα δεξιά. Η επιφάνεια της μάσκας πιέζεται επίπεδα με μια ταμπλέτα και εκτελούνται διαδικασίες όπως κοπή, σφράγιση άκρων και συμπίεση. Υπό τη λειτουργία αυτοματοποιημένων μηχανημάτων, χρειάζονται κατά μέσο όρο μόνο περίπου 0,5 δευτερόλεπτα για να παράγει μια γραμμή συναρμολόγησης στο εργοστάσιο μια μάσκα. Μετά την παραγωγή, οι μάσκες απολυμαίνονται με οξείδιο του αιθυλενίου και αφήνονται να κατακαθίσουν για 7 ημέρες πριν σφραγιστούν, συσκευαστούν, συσκευαστούν και αποσταλούν προς πώληση.

Το βασικό υλικό των μασκών - ίνες πολυπροπυλενίου

Το στρώμα φιλτραρίσματος (στρώμα Μ) στη μέση των ιατρικών μασκών είναι ένα ύφασμα φίλτρου με εμφύσηση τήξης, το οποίο είναι το πιο σημαντικό στρώμα πυρήνα, και το κύριο υλικό είναι το ειδικό υλικό πολυπροπυλενίου με εμφύσηση τήξης. Αυτό το υλικό έχει τα χαρακτηριστικά εξαιρετικά υψηλής ροής, χαμηλής πτητικότητας και στενής κατανομής μοριακού βάρους. Το σχηματισμένο στρώμα φίλτρου έχει ισχυρές ιδιότητες φιλτραρίσματος, θωράκισης, μόνωσης και απορρόφησης λαδιού, οι οποίες μπορούν να ανταποκριθούν στα διάφορα πρότυπα για τον αριθμό των ινών ανά μονάδα επιφάνειας και την επιφάνεια του στρώματος πυρήνα των ιατρικών μασκών. Ένας τόνος ινών πολυπροπυλενίου υψηλού σημείου τήξης μπορεί να παράγει σχεδόν 250.000 ιατρικές προστατευτικές μάσκες πολυπροπυλενίου N95 ή 900.000 έως 1 εκατομμύριο χειρουργικές μάσκες μιας χρήσης.

Η δομή του υλικού φίλτρου πολυπροπυλενίου με εμφύσηση τήγματος αποτελείται από πολλές διασταυρούμενες ίνες στοιβαγμένες σε τυχαίες κατευθύνσεις, με μέση διάμετρο ινών 1,5~3 μm, περίπου το 1/30 της διαμέτρου μιας ανθρώπινης τρίχας. Ο μηχανισμός διήθησης των υλικών φίλτρου πολυπροπυλενίου με εμφύσηση τήγματος περιλαμβάνει κυρίως δύο πτυχές: μηχανικό φράγμα και ηλεκτροστατική προσρόφηση. Λόγω των εξαιρετικά λεπτών ινών, της μεγάλης ειδικής επιφάνειας, του υψηλού πορώδους και του μικρού μέσου μεγέθους πόρων, τα υλικά φίλτρου πολυπροπυλενίου με εμφύσηση τήγματος έχουν καλά βακτηριακά φράγματα και αποτελέσματα διήθησης. Το υλικό φίλτρου πολυπροπυλενίου με εμφύσηση τήγματος έχει τη λειτουργία της ηλεκτροστατικής προσρόφησης μετά από ηλεκτροστατική επεξεργασία.

Το μέγεθος του νέου κορονοϊού είναι πολύ μικρό, περίπου 100 nm (0,1 μm), αλλά ο ιός δεν μπορεί να υπάρξει ανεξάρτητα. Υπάρχει κυρίως σε εκκρίσεις και σταγονίδια κατά το φτέρνισμα, και το μέγεθος των σταγονιδίων είναι περίπου 5 μm. Όταν τα σταγονίδια που περιέχουν τον ιό πλησιάζουν το ύφασμα τήξης, θα προσροφηθούν ηλεκτροστατικά στην επιφάνεια, εμποδίζοντάς τα να διεισδύσουν στο πυκνό ενδιάμεσο στρώμα και να επιτύχουν ένα αποτέλεσμα φραγμού. Λόγω του γεγονότος ότι ο ιός είναι πολύ δύσκολο να αποκολληθεί από το καθάρισμα αφού συλληφθεί από εξαιρετικά λεπτές ηλεκτροστατικές ίνες, και το πλύσιμο μπορεί επίσης να βλάψει την ικανότητα ηλεκτροστατικής αναρρόφησης, αυτός ο τύπος μάσκας μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο μία φορά.

Κατανόηση των ινών πολυπροπυλενίου

Η ίνα πολυπροπυλενίου, επίσης γνωστή ως ίνα PP, αναφέρεται γενικά ως πολυπροπυλένιο στην Κίνα. Η ίνα πολυπροπυλενίου είναι μια ίνα που κατασκευάζεται με πολυμερισμό προπυλενίου ως πρώτης ύλης για τη σύνθεση πολυπροπυλενίου και στη συνέχεια υποβάλλεται σε μια σειρά διεργασιών κλώσης. Οι κύριες ποικιλίες πολυπροπυλενίου περιλαμβάνουν νήμα πολυπροπυλενίου, κοντές ίνες πολυπροπυλενίου, ίνες πολυπροπυλενίου με σχισμή, ίνες πολυπροπυλενίου με εκτεταμένο νήμα (BCF), βιομηχανικό νήμα πολυπροπυλενίου, μη υφασμένο ύφασμα πολυπροπυλενίου, στουπί τσιγάρων πολυπροπυλενίου κ.λπ.

Οι ίνες πολυπροπυλενίου χρησιμοποιούνται κυρίως για χαλιά (βάση χαλιών και σουέτ), διακοσμητικά υφάσματα, υφάσματα επίπλων, διάφορες ταινίες σχοινιών, δίχτυα ψαρέματος, τσόχα απορρόφησης λαδιού, υλικά ενίσχυσης κτιρίων, υλικά συσκευασίας και βιομηχανικά υφάσματα όπως ύφασμα φίλτρου, ύφασμα τσάντας κ.λπ. Το πολυπροπυλένιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως φίλτρα τσιγάρων και μη υφασμένα είδη υγιεινής κ.λπ. Οι εξαιρετικά λεπτές ίνες πολυπροπυλενίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή υφασμάτων ένδυσης υψηλής ποιότητας. Το πάπλωμα από κοίλες ίνες πολυπροπυλενίου είναι ελαφρύ, ζεστό και έχει καλή ελαστικότητα.

Η ανάπτυξη ινών πολυπροπυλενίου

Οι ίνες πολυπροπυλενίου είναι μια ποικιλία ινών που ξεκίνησε τη βιομηχανική παραγωγή τη δεκαετία του 1960. Το 1957, οι Ιταλοί Natta et al. ανέπτυξαν για πρώτη φορά ισοτακτικό πολυπροπυλένιο και πέτυχαν βιομηχανική παραγωγή. Λίγο αργότερα, η εταιρεία Montecatini το χρησιμοποίησε για την παραγωγή ινών πολυπροπυλενίου. Το 1958-1960, η εταιρεία χρησιμοποίησε πολυπροπυλένιο για την παραγωγή ινών και το ονόμασε Meraklon. Στη συνέχεια, η παραγωγή ξεκίνησε επίσης στις Ηνωμένες Πολιτείες και τον Καναδά. Μετά το 1964, αναπτύχθηκαν ίνες πολυπροπυλενίου με διαχωρισμό μεμβράνης για δεματοποίηση και μετατράπηκαν σε υφαντικές ίνες και νήματα χαλιών μέσω λεπτής μεμβράνης ινιδισμού.
Τη δεκαετία του 1970, η διαδικασία και ο εξοπλισμός κλώσης μικρής εμβέλειας βελτίωσαν τη διαδικασία παραγωγής ινών πολυπροπυλενίου. Ταυτόχρονα, άρχισαν να χρησιμοποιούνται συνεχείς ίνες στη βιομηχανία χαλιών και η παραγωγή ινών πολυπροπυλενίου αναπτύχθηκε ραγδαία. Μετά το 1980, η ανάπτυξη πολυπροπυλενίου και οι νέες τεχνολογίες για την κατασκευή ινών πολυπροπυλενίου, ιδίως η εφεύρεση καταλυτών μεταλλοκενίου, βελτίωσαν σημαντικά την ποιότητα της ρητίνης πολυπροπυλενίου. Λόγω της βελτίωσης της στερεοκανονικότητάς της (ισοτροπία έως 99,5%), η εγγενής ποιότητα των ινών πολυπροπυλενίου έχει βελτιωθεί σημαντικά.
Στα μέσα της δεκαετίας του 1980, οι εξαιρετικά λεπτές ίνες πολυπροπυλενίου αντικατέστησαν ορισμένες βαμβακερές ίνες για υφάσματα και μη υφασμένα υφάσματα. Σήμερα, η έρευνα και η ανάπτυξη ινών πολυπροπυλενίου είναι επίσης αρκετά ενεργή σε διάφορες χώρες σε όλο τον κόσμο. Η διάδοση και η βελτίωση της τεχνολογίας παραγωγής διαφοροποιημένων ινών έχουν επεκτείνει σημαντικά τα πεδία εφαρμογής των ινών πολυπροπυλενίου.

Δομή ινών πολυπροπυλενίου

Το πολυπροπυλένιο είναι ένα μεγάλο μόριο με άτομα άνθρακα ως κύρια αλυσίδα. Ανάλογα με τη χωρική διάταξη των μεθυλομάδων του, υπάρχουν τρεις τύποι τρισδιάστατων δομών: τυχαίες, ισόκανονικές και μετακανονικές. Τα άτομα άνθρακα στην κύρια αλυσίδα των μορίων πολυπροπυλενίου βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο και οι πλευρικές μεθυλομάδες τους μπορούν να διαταχθούν σε διαφορετικές χωρικές διατάξεις πάνω και κάτω από το επίπεδο της κύριας αλυσίδας.
Η παραγωγή ινών πολυπροπυλενίου χρησιμοποιεί ισοτακτικό πολυπροπυλένιο με ισοτροπία μεγαλύτερη από 95%, το οποίο έχει υψηλή κρυσταλλικότητα. Η δομή του είναι μια κανονική σπειροειδής αλυσίδα με τρισδιάστατη κανονικότητα. Η κύρια αλυσίδα του μορίου αποτελείται από στριμμένες αλυσίδες ατόμων άνθρακα στο ίδιο επίπεδο και οι πλευρικές μεθυλομάδες βρίσκονται στην ίδια πλευρά του κύριου επιπέδου της αλυσίδας. Αυτή η κρυστάλλωση δεν είναι μόνο μια κανονική δομή μεμονωμένων αλυσίδων, αλλά έχει επίσης κανονική στοίβαξη αλυσίδων στην ορθή γωνία του άξονα της αλυσίδας. Η κρυσταλλικότητα των πρωτογενών ινών πολυπροπυλενίου είναι 33%~40%. Μετά την τάνυση, η κρυσταλλικότητα αυξάνεται σε 37%~48%. Μετά από θερμική επεξεργασία, η κρυσταλλικότητα μπορεί να φτάσει το 65%~75%.

Οι ίνες πολυπροπυλενίου κατασκευάζονται συνήθως με τη μέθοδο της τήξης. Γενικά, οι ίνες είναι λείες και ευθείες κατά τη διαμήκη κατεύθυνση, χωρίς ρίγες, και έχουν κυκλική διατομή. Επίσης, υφαίνονται σε ακανόνιστες ίνες και σύνθετες ίνες.

Χαρακτηριστικά απόδοσης των ινών πολυπροπυλενίου

Υφή

Το μεγαλύτερο χαρακτηριστικό του πολυπροπυλενίου είναι η ελαφριά υφή του, με πυκνότητα 0,91g/cm³, η οποία είναι ελαφρύτερη από το νερό και μόνο το 60% του βάρους του βαμβακιού. Είναι η ελαφρύτερη ποικιλία πυκνότητας μεταξύ των κοινών χημικών ινών, 20% ελαφρύτερη από το νάιλον, 30% ελαφρύτερη από τον πολυεστέρα και 40% ελαφρύτερη από την ίνα βισκόζης. Είναι κατάλληλο για την κατασκευή ενδυμάτων για θαλάσσια σπορ.

Φυσικές ιδιότητες

Το πολυπροπυλένιο έχει υψηλή αντοχή και επιμήκυνση θραύσης 20%-80%. Η αντοχή μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και το πολυπροπυλένιο έχει υψηλό αρχικό μέτρο ελαστικότητας. Η ελαστική του ικανότητα ανάκτησης είναι παρόμοια με το νάιλον 66 και τον πολυεστέρα, και καλύτερη από το ακρυλικό. Συγκεκριμένα, η ταχεία ελαστική του ικανότητα ανάκτησης είναι μεγαλύτερη, επομένως το ύφασμα πολυπροπυλενίου είναι επίσης πιο ανθεκτικό στη φθορά. Το ύφασμα πολυπροπυλενίου δεν είναι επιρρεπές σε ζάρες, επομένως είναι ανθεκτικό, το μέγεθος των ρούχων είναι σχετικά σταθερό και δεν παραμορφώνεται εύκολα.

Απορρόφηση υγρασίας και απόδοση βαφής

Μεταξύ των συνθετικών ινών, το πολυπροπυλένιο έχει τη χειρότερη απορρόφηση υγρασίας, με σχεδόν μηδενική ανάκτηση υγρασίας υπό κανονικές ατμοσφαιρικές συνθήκες. Επομένως, η αντοχή του σε ξηρό και υγρό περιβάλλον και η αντοχή του σε θραύση είναι σχεδόν ίσες, καθιστώντας το ιδιαίτερα κατάλληλο για την κατασκευή διχτυών ψαρέματος, σχοινιών, υφασμάτων φίλτρου και απολυμαντικών γάζων για φάρμακα. Το πολυπροπυλένιο είναι επιρρεπές σε στατικό ηλεκτρισμό και σχηματισμό κόκκων κατά τη χρήση, με χαμηλό ρυθμό συρρίκνωσης. Το ύφασμα πλένεται και στεγνώνει εύκολα και είναι σχετικά άκαμπτο. Λόγω της κακής απορρόφησης υγρασίας και της βουλωμένης υφής του όταν φοριέται, το πολυπροπυλένιο συχνά αναμειγνύεται με ίνες με υψηλή απορρόφηση υγρασίας όταν χρησιμοποιείται σε υφάσματα ένδυσης.
Το πολυπροπυλένιο έχει κανονική μακρομοριακή δομή και υψηλή κρυσταλλικότητα, αλλά δεν διαθέτει λειτουργικές ομάδες που μπορούν να συνδεθούν με μόρια χρωστικής, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη βαφή. Οι συνηθισμένες χρωστικές ουσίες δεν μπορούν να το χρωματίσουν. Η χρήση διασκορπισμένων χρωστικών ουσιών για τη βαφή του πολυπροπυλενίου μπορεί να οδηγήσει μόνο σε πολύ ανοιχτά χρώματα και κακή αντοχή χρώματος. Η βελτίωση της απόδοσης βαφής του πολυπροπυλενίου μπορεί να επιτευχθεί μέσω μεθόδων όπως ο συμπολυμερισμός με μόρια εμβολιασμού, ο αρχικός υγρός χρωματισμός και η τροποποίηση μεταλλικών ενώσεων.

Χημικές ιδιότητες

Το πολυπροπυλένιο έχει εξαιρετική αντοχή σε χημικές ουσίες, προσβολές από έντομα και μούχλα. Η σταθερότητά του έναντι οξέων, αλκαλίων και άλλων χημικών παραγόντων είναι ανώτερη από άλλες συνθετικές ίνες. Το πολυπροπυλένιο έχει καλή αντοχή στη χημική διάβρωση, εκτός από το πυκνό νιτρικό οξύ και το πυκνό καυστικό νάτριο. Έχει καλή αντοχή σε οξύ και αλκάλια, καθιστώντας το κατάλληλο για χρήση ως υλικό φίλτρου καιυλικό συσκευασίας.Ωστόσο, η σταθερότητά του σε οργανικούς διαλύτες είναι ελαφρώς κακή.

Αντοχή στη θερμότητα

Το πολυπροπυλένιο είναι μια θερμοπλαστική ίνα με χαμηλότερο σημείο μαλάκυνσης και σημείο τήξης από άλλες ίνες. Η θερμοκρασία του σημείου μαλάκυνσης είναι 10-15 ℃ χαμηλότερη από το σημείο τήξης, με αποτέλεσμα κακή αντοχή στη θερμότητα. Κατά τη βαφή, το φινίρισμα και τη χρήση του πολυπροπυλενίου, είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή στον έλεγχο της θερμοκρασίας για να αποφευχθεί η πλαστική παραμόρφωση. Όταν θερμαίνεται σε ξηρές συνθήκες (όπως θερμοκρασίες που υπερβαίνουν τους 130 ℃), το πολυπροπυλένιο θα υποστεί ρωγμές λόγω οξείδωσης. Επομένως, στην παραγωγή ινών πολυπροπυλενίου προστίθεται συχνά αντιγηραντικός παράγοντας (σταθεροποιητής θερμότητας) για να βελτιωθεί η σταθερότητα των ινών πολυπροπυλενίου. Αλλά το πολυπροπυλένιο έχει καλύτερη αντοχή στην υγρασία και τη θερμότητα. Βράστε σε βραστό νερό για αρκετές ώρες χωρίς παραμόρφωση.

Άλλες επιδόσεις

Το πολυπροπυλένιο έχει χαμηλή αντοχή στο φως και τις καιρικές συνθήκες, είναι επιρρεπές στη γήρανση, δεν είναι ανθεκτικό στο σιδέρωμα και πρέπει να αποθηκεύεται μακριά από το φως και τη θερμότητα. Ωστόσο, η αντιγηραντική του ιδιότητα μπορεί να βελτιωθεί με την προσθήκη αντιγηραντικού παράγοντα κατά την περιστροφή. Επιπλέον, το πολυπροπυλένιο έχει καλή ηλεκτρική μόνωση, αλλά είναι επιρρεπές σε στατικό ηλεκτρισμό κατά την επεξεργασία. Το πολυπροπυλένιο δεν καίγεται εύκολα. Όταν οι ίνες συρρικνώνονται και λιώνουν σε φλόγα, η φλόγα μπορεί να σβήσει μόνη της. Όταν καίγεται, σχηματίζει ένα διαφανές σκληρό μπλοκ με ελαφρά οσμή ασφάλτου.

Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.ιδρύθηκε τον Μάιο του 2020. Είναι μια μεγάλης κλίμακας επιχείρηση παραγωγής μη υφασμένων υφασμάτων που ενσωματώνει την έρευνα και ανάπτυξη, την παραγωγή και τις πωλήσεις. Μπορεί να παράγει διάφορα χρώματα μη υφασμένων υφασμάτων PP spunbond με πλάτος μικρότερο από 3,2 μέτρα, από 9 γραμμάρια έως 300 γραμμάρια.