Bahan inti dalam masker pencegahan epidemi – polipropilena

Bahan utama masker adalahkain non-woven polipropilena(juga dikenal sebagai kain non-woven), yang merupakan produk tipis atau seperti kain felt yang terbuat dari serat tekstil melalui pengikatan, fusi, atau metode kimia dan mekanis lainnya. Masker bedah medis umumnya terbuat dari tiga lapisan kain non-woven, yaitu kain non-woven spunbond S, kain non-woven meltblown M, dan kain non-woven spunbond S, yang dikenal sebagai struktur SMS; Lapisan dalam terbuat dari kain non-woven biasa, yang memiliki efek ramah kulit dan menyerap kelembaban; Lapisan luar terbuat dari kain non-woven tahan air, yang memiliki fungsi memblokir cairan dan terutama digunakan untuk memblokir cairan yang disemprotkan oleh pemakainya atau orang lain; Lapisan filter tengah biasanya terbuat dari kain non-woven meltblown polipropilena yang telah dipolarisasi secara elektrostatik, yang dapat menyaring bakteri dan memainkan peran penting dalam pemblokiran dan penyaringan.

Lini produksi masker otomatis sangat meningkatkan efisiensi produksi masker. Gulungan besar kain non-woven polipropilena dipotong menjadi gulungan-gulungan kecil dan ditempatkan di lini produksi masker. Mesin akan membentuk sudut kecil, lalu secara bertahap menyempit dan menyatukannya dari kiri ke kanan. Permukaan masker ditekan rata dengan tablet, dan proses seperti pemotongan, penyegelan tepi, dan pengepresan dilakukan. Dengan pengoperasian mesin otomatis, rata-rata hanya membutuhkan waktu sekitar 0,5 detik bagi lini perakitan pabrik untuk memproduksi masker. Setelah produksi, masker didesinfeksi dengan etilen oksida dan didiamkan selama 7 hari sebelum disegel, dikemas, dimasukkan ke dalam kotak, dan dikirim untuk dijual.

Bahan inti masker – serat polipropilena

Lapisan penyaring (lapisan M) di bagian tengah masker medis adalah kain saring meltblown, yang merupakan lapisan inti terpenting. Material utamanya adalah material khusus meltblown polipropilena. Material ini memiliki karakteristik aliran ultra-tinggi, volatilitas rendah, dan distribusi berat molekul yang sempit. Lapisan penyaring yang terbentuk memiliki sifat penyaringan, pelindung, insulasi, dan penyerapan minyak yang kuat, sehingga dapat memenuhi berbagai standar jumlah serat per satuan luas dan luas permukaan lapisan inti masker medis. Satu ton serat polipropilena titik leleh tinggi dapat menghasilkan hampir 250.000 masker pelindung medis polipropilena N95, atau 900.000 hingga 1 juta masker bedah sekali pakai.

Struktur material filter polipropilena melt blown terdiri dari banyak serat yang bersilangan dan ditumpuk secara acak, dengan diameter serat rata-rata 1,5~3 μm, sekitar 1/30 diameter rambut manusia. Mekanisme filtrasi material filter polipropilena melt blown terutama mencakup dua aspek: penghalang mekanis dan penyerapan elektrostatik. Berkat serat yang sangat halus, luas permukaan spesifik yang besar, porositas yang tinggi, dan ukuran pori rata-rata yang kecil, material filter polipropilena melt blown memiliki efek penghalang bakteri dan penyaringan yang baik. Material filter polipropilena melt blown memiliki fungsi penyerapan elektrostatik setelah perlakuan elektrostatik.

Virus corona baru berukuran sangat kecil, sekitar 100 nm (0,1 μm), tetapi virus ini tidak dapat hidup secara mandiri. Virus ini terutama terdapat dalam sekresi dan droplet saat bersin, dengan ukuran droplet sekitar 5 μm. Ketika droplet yang mengandung virus mendekati kain meltblown, droplet tersebut akan terserap secara elektrostatik di permukaan, mencegahnya menembus lapisan antara yang padat dan menciptakan efek penghalang. Karena virus sangat sulit dilepaskan setelah tersangkut oleh serat elektrostatik ultra-halus, dan pencucian juga dapat merusak daya hisap elektrostatik, masker jenis ini hanya dapat digunakan sekali.

Pemahaman tentang Serat Polipropilena

Serat polipropilena, juga dikenal sebagai serat PP, umumnya disebut polipropilena di Tiongkok. Serat polipropilena adalah serat yang dibuat dengan mempolimerisasi propilena sebagai bahan baku untuk mensintesis polipropilena, kemudian melalui serangkaian proses pemintalan. Jenis-jenis utama polipropilena meliputi filamen polipropilena, serat pendek polipropilena, serat belah polipropilena, filamen polipropilena yang diperluas (BCF), benang industri polipropilena, kain non-woven polipropilena, kain penarik rokok polipropilena, dll.

Serat polipropilena terutama digunakan untuk karpet (alas karpet dan suede), kain dekoratif, kain furnitur, berbagai strip tali, jaring ikan, kain penyerap minyak, bahan penguat bangunan, bahan pengemas, dan kain industri seperti kain saring, kain tas, dll. Polipropilena dapat digunakan sebagai filter rokok dan bahan saniter non-woven, dll. Serat polipropilena ultrafine dapat digunakan untuk menghasilkan kain pakaian kelas atas; Selimut yang terbuat dari serat berongga polipropilena ringan, hangat, dan memiliki elastisitas yang baik.

Pengembangan Serat Polipropilena

Serat polipropilena adalah jenis serat yang mulai diproduksi secara industri pada tahun 1960-an. Pada tahun 1957, Natta dkk. dari Italia pertama kali mengembangkan polipropilena isotaktik dan mencapai produksi industri. Tak lama kemudian, perusahaan Montecatini menggunakannya untuk memproduksi serat polipropilena. Pada tahun 1958-1960, perusahaan tersebut menggunakan polipropilena untuk produksi serat dan menamakannya Meraklon. Selanjutnya, produksi juga dimulai di Amerika Serikat dan Kanada. Setelah tahun 1964, serat split film polipropilena untuk bundling dikembangkan dan diolah menjadi serat tekstil dan benang karpet melalui fibrilasi film tipis.
Pada tahun 1970-an, proses pemintalan jarak pendek dan peralatannya meningkatkan proses produksi serat polipropilena. Bersamaan dengan itu, filamen kontinu yang diperluas mulai digunakan dalam industri karpet, dan produksi serat polipropilena berkembang pesat. Setelah tahun 1980, perkembangan polipropilena dan teknologi baru untuk pembuatan serat polipropilena, terutama penemuan katalis metalosena, telah meningkatkan kualitas resin polipropilena secara signifikan. Berkat peningkatan stereoregularitasnya (isotropi hingga 99,5%), kualitas intrinsik serat polipropilena telah meningkat pesat.
Pada pertengahan 1980-an, serat ultra-halus polipropilena menggantikan sebagian serat kapas untuk kain tekstil dan kain non-woven. Saat ini, penelitian dan pengembangan serat polipropilena juga cukup aktif di berbagai negara di dunia. Popularitas dan peningkatan teknologi produksi serat terdiferensiasi telah memperluas cakupan aplikasi serat polipropilena secara signifikan.

Struktur serat polipropilena

Polipropilena adalah molekul besar dengan atom karbon sebagai rantai utamanya. Tergantung pada susunan spasial gugus metilnya, terdapat tiga jenis struktur tiga dimensi: acak, iso-reguler, dan meta-reguler. Atom-atom karbon pada rantai utama molekul polipropilena berada pada bidang yang sama, dan gugus metil sampingnya dapat tersusun dalam susunan spasial yang berbeda, baik di atas maupun di bawah bidang rantai utama.
Produksi serat polipropilena menggunakan polipropilena isotaktik dengan isotropi lebih dari 95%, yang memiliki kristalinitas tinggi. Strukturnya berupa rantai spiral beraturan dengan keteraturan tiga dimensi. Rantai utama molekul tersusun dari rantai-rantai atom karbon yang terpilin pada bidang yang sama, dan gugus metil samping berada pada sisi yang sama dengan bidang rantai utama. Kristalisasi ini tidak hanya berupa struktur beraturan dari masing-masing rantai, tetapi juga memiliki susunan rantai yang teratur dalam arah tegak lurus sumbu rantai. Kristalinitas serat polipropilena primer adalah 33%~40%. Setelah diregangkan, kristalinitas meningkat menjadi 37%~48%. Setelah perlakuan panas, kristalinitas dapat mencapai 65%~75%.

Serat polipropilena biasanya dibuat dengan metode pemintalan leleh. Umumnya, seratnya halus dan lurus pada arah memanjang, tanpa garis, dan memiliki penampang melingkar. Serat ini juga dipintal menjadi serat tidak beraturan dan serat komposit.

Karakteristik kinerja serat polipropilena

Tekstur

Keunggulan utama polipropilena adalah teksturnya yang ringan, dengan kepadatan 0,91 g/cm³, lebih ringan daripada air dan hanya 60% dari berat kapas. Polipropilena merupakan jenis serat kimia yang paling ringan, 20% lebih ringan daripada nilon, 30% lebih ringan daripada poliester, dan 40% lebih ringan daripada serat viscose. Polipropilena cocok untuk membuat pakaian olahraga air.

Sifat fisik

Polipropilena memiliki kekuatan tinggi dan elongasi fraktur 20%-80%. Kekuatan menurun seiring peningkatan suhu, dan polipropilena memiliki modulus awal yang tinggi. Kemampuan pemulihan elastisitasnya serupa dengan nilon 66 dan poliester, bahkan lebih baik daripada akrilik. Terlebih lagi, kemampuan pemulihan elastisitasnya yang cepat lebih besar, sehingga kain polipropilena juga lebih tahan aus. Kain polipropilena tidak mudah kusut, sehingga tahan lama, ukuran pakaian relatif stabil, dan tidak mudah berubah bentuk.

Penyerapan kelembaban dan kinerja pewarnaan

Di antara serat sintetis, polipropilena memiliki daya serap kelembapan terburuk, dengan hampir tidak ada peningkatan kelembapan kembali dalam kondisi atmosfer standar. Oleh karena itu, kekuatan kering dan basah serta kekuatan patahnya hampir sama, sehingga sangat cocok untuk membuat jaring ikan, tali, kain saring, dan kasa disinfektan untuk obat-obatan. Polipropilena rentan terhadap listrik statis dan penggumpalan serat selama penggunaan, dengan tingkat penyusutan yang rendah. Kain ini mudah dicuci dan dikeringkan dengan cepat, serta relatif kaku. Karena daya serap kelembapannya yang buruk dan pengap saat dikenakan, polipropilena sering dicampur dengan serat dengan daya serap kelembapan tinggi saat digunakan pada kain pakaian.
Polipropilena memiliki struktur makromolekul yang teratur dan kristalinitas yang tinggi, tetapi tidak memiliki gugus fungsi yang dapat berikatan dengan molekul pewarna, sehingga menyulitkan proses pewarnaan. Pewarna biasa tidak dapat mewarnainya. Penggunaan pewarna terdispersi untuk mewarnai polipropilena hanya akan menghasilkan warna yang sangat terang dan ketahanan luntur warna yang buruk. Peningkatan kinerja pewarnaan polipropilena dapat dicapai melalui metode seperti kopolimerisasi cangkok, pewarnaan cair asli, dan modifikasi senyawa logam.

Sifat kimia

Polipropilena memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap bahan kimia, serangan serangga, dan jamur. Stabilitasnya terhadap asam, alkali, dan agen kimia lainnya lebih unggul daripada serat sintetis lainnya. Polipropilena memiliki ketahanan yang baik terhadap korosi kimia, kecuali terhadap asam nitrat pekat dan soda kaustik pekat. Polipropilena memiliki ketahanan yang baik terhadap asam dan alkali, sehingga cocok untuk digunakan sebagai bahan penyaring danbahan pengemas.Namun, stabilitasnya terhadap pelarut organik sedikit buruk.

Tahan panas

Polipropilena merupakan serat termoplastik dengan titik lembek dan titik leleh yang lebih rendah dibandingkan serat lainnya. Suhu titik lembeknya 10-15℃ lebih rendah daripada titik leleh, sehingga ketahanan panasnya kurang baik. Selama proses pewarnaan, penyelesaian akhir, dan penggunaan polipropilena, perlu diperhatikan pengendalian suhu untuk menghindari deformasi plastis. Ketika dipanaskan dalam kondisi kering (misalnya, suhu di atas 130℃), polipropilena akan mengalami keretakan akibat oksidasi. Oleh karena itu, zat anti-penuaan (penstabil panas) sering ditambahkan dalam produksi serat polipropilena untuk meningkatkan stabilitas serat polipropilena. Namun, polipropilena memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap kelembapan dan panas. Polipropilena dapat direbus dalam air mendidih selama beberapa jam tanpa mengalami deformasi.

Kinerja Lainnya

Polipropilena memiliki ketahanan yang buruk terhadap cahaya dan cuaca, rentan terhadap penuaan, tidak tahan terhadap penyetrikaan, dan harus disimpan jauh dari cahaya dan panas. Namun, sifat anti-penuaan dapat ditingkatkan dengan menambahkan agen anti-penuaan selama pemintalan. Selain itu, polipropilena memiliki insulasi listrik yang baik, tetapi rentan terhadap listrik statis selama pemrosesan. Polipropilena tidak mudah terbakar. Ketika serat menyusut dan meleleh dalam api, api dapat padam dengan sendirinya. Ketika terbakar, ia membentuk balok keras transparan dengan sedikit bau aspal.

Dongguan Liansheng bukan tenunan Technology Co, Ltd.Didirikan pada Mei 2020, perusahaan ini merupakan perusahaan produksi kain non-woven berskala besar yang mengintegrasikan penelitian dan pengembangan, produksi, dan penjualan. Perusahaan ini dapat memproduksi kain non-woven PP spunbond berbagai warna dengan lebar kurang dari 3,2 meter, mulai dari 9 gram hingga 300 gram.