Głównym materiałem masek jestwłóknina polipropylenowa(znany również jako włóknina), który jest cienkim lub filcowatym produktem wykonanym z włókien tekstylnych poprzez łączenie, stapianie lub innymi metodami chemicznymi i mechanicznymi. Medyczne maski chirurgiczne są zazwyczaj wykonane z trzech warstw włókniny, mianowicie włókniny typu spunbond S, włókniny typu meltblown M i włókniny typu spunbond S, znanej jako struktura SMS; Warstwa wewnętrzna jest wykonana ze zwykłej włókniny, która jest przyjazna dla skóry i pochłania wilgoć; Warstwa zewnętrzna jest wykonana z wodoodpornej włókniny, która ma funkcję blokowania cieczy i jest głównie używana do blokowania cieczy rozpylanych przez użytkownika lub inne osoby; Środkowa warstwa filtrująca jest zwykle wykonana z polipropylenowej włókniny typu melt blown, która została spolaryzowana elektrostatycznie, co może filtrować bakterie i odgrywać decydującą rolę w blokowaniu i filtrowaniu.
Zautomatyzowana linia produkcyjna maseczek znacznie poprawia wydajność produkcji. Duże rolki włókniny polipropylenowej są cięte na małe rolki i umieszczane na linii produkcyjnej. Maszyna ustawia niewielki kąt, stopniowo zwęża je i zbiera od lewej do prawej. Powierzchnia maski jest dociskana tabletką, a następnie przeprowadzane są takie procesy, jak cięcie, uszczelnianie krawędzi i prasowanie. W przypadku zautomatyzowanych maszyn, wyprodukowanie maski na fabrycznej linii montażowej zajmuje średnio tylko około 0,5 sekundy. Po wyprodukowaniu maski są dezynfekowane tlenkiem etylenu i pozostawiane na 7 dni, po czym są zamykane, pakowane, pakowane w pudełka i wysyłane do sprzedaży.
Materiałem bazowym maseczek jest włókno polipropylenowe
Warstwa filtrująca (warstwa M) w środku masek medycznych to tkanina filtracyjna typu melt blown, która stanowi najważniejszą warstwę rdzeniową. Głównym materiałem jest specjalny polipropylen typu melt blown. Materiał ten charakteryzuje się ultrawysokim przepływem, niską lotnością i wąskim rozkładem masy cząsteczkowej. Utworzona warstwa filtrująca charakteryzuje się silnymi właściwościami filtrującymi, ekranującymi, izolacyjnymi i absorpcyjnymi, co pozwala spełnić różne normy dotyczące liczby włókien na jednostkę powierzchni i powierzchni warstwy rdzeniowej masek medycznych. Jedna tona włókien polipropylenowych o wysokiej temperaturze topnienia pozwala na wyprodukowanie prawie 250 000 polipropylenowych masek ochronnych N95 lub od 900 000 do 1 miliona jednorazowych masek chirurgicznych.
Struktura polipropylenowego materiału filtracyjnego melt blown składa się z wielu krzyżujących się włókien ułożonych w losowych kierunkach, o średniej średnicy włókna wynoszącej 1,5–3 μm, co stanowi około 1/30 średnicy ludzkiego włosa. Mechanizm filtracji polipropylenowych materiałów filtracyjnych melt blown obejmuje głównie dwa aspekty: barierę mechaniczną i adsorpcję elektrostatyczną. Dzięki ultracienkim włóknom, dużej powierzchni właściwej, wysokiej porowatości i małemu średniemu rozmiarowi porów, polipropylenowe materiały filtracyjne melt blown zapewniają dobrą barierę bakteryjną i filtrację. Polipropylenowe materiały filtracyjne melt blown posiadają funkcję adsorpcji elektrostatycznej po obróbce elektrostatycznej.
Rozmiar nowego koronawirusa jest bardzo mały, około 100 nm (0,1 μm), ale wirus nie może istnieć samodzielnie. Występuje głównie w wydzielinach i kropelkach podczas kichania, a wielkość kropelek wynosi około 5 μm. Gdy kropelki zawierające wirusa zbliżą się do tkaniny meltblown, zostaną one zaadsorbowane elektrostatycznie na powierzchni, uniemożliwiając im penetrację gęstej warstwy pośredniej i tworząc efekt bariery. Ze względu na to, że wirus jest bardzo trudny do usunięcia podczas czyszczenia po wchłonięciu przez ultracienkie włókna elektrostatyczne, a pranie może również osłabić zdolność ssania elektrostatycznego, tego typu maski można używać tylko raz.
Zrozumienie włókna polipropylenowego
Włókno polipropylenowe, znane również jako włókno PP, jest w Chinach powszechnie nazywane polipropylenem. Włókno polipropylenowe to włókno wytwarzane w procesie polimeryzacji propylenu jako surowca do syntezy polipropylenu, a następnie poddawane szeregowi procesów przędzenia. Główne odmiany polipropylenu to: włókno polipropylenowe, krótkie włókno polipropylenowe, włókno polipropylenowe rozszczepione, włókno polipropylenowe ekspandowane (BCF), przędza przemysłowa polipropylenowa, włóknina polipropylenowa, pakuła papierosowa polipropylenowa itp.
Włókno polipropylenowe jest wykorzystywane głównie do produkcji dywanów (podkładów dywanowych i zamszu), tkanin dekoracyjnych, tkanin meblowych, różnego rodzaju pasów linowych, sieci rybackich, filcu pochłaniającego olej, materiałów wzmacniających materiały budowlane, materiałów opakowaniowych oraz tkanin przemysłowych, takich jak tkaniny filtracyjne, tkaniny workowe itp. Polipropylen może być stosowany jako filtry papierosowe i włókniny sanitarne itp. Ultracienkie włókna polipropylenowe można wykorzystywać do produkcji wysokiej jakości tkanin odzieżowych. Kołdra wykonana z pustych włókien polipropylenowych jest lekka, ciepła i ma dobrą elastyczność.
Rozwój włókna polipropylenowego
Włókno polipropylenowe to odmiana włókna, której produkcja przemysłowa rozpoczęła się w latach 60. XX wieku. W 1957 roku włoska firma Natta i wsp. po raz pierwszy opracowali polipropylen izotaktyczny i rozpoczęli jego produkcję przemysłową. Wkrótce potem firma Montecatini wykorzystała go do produkcji włókien polipropylenowych. W latach 1958-1960 firma wykorzystała polipropylen do produkcji włókien i nadała mu nazwę Meraklon. Następnie produkcja rozpoczęła się również w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie. Po 1964 roku opracowano włókna polipropylenowe rozszczepiane metodą wiązania, z których wytwarzano włókna tekstylne i przędze dywanowe metodą fibrylacji cienkowarstwowej.
W latach 70. XX wieku proces przędzenia na krótkim zasięgu oraz nowe urządzenia usprawniły proces produkcji włókien polipropylenowych. Jednocześnie w przemyśle dywanowym zaczęto stosować ekspandowane włókna ciągłe, co spowodowało dynamiczny rozwój produkcji włókien polipropylenowych. Po 1980 roku rozwój polipropylenu i nowych technologii wytwarzania włókien polipropylenowych, a zwłaszcza wynalezienie katalizatorów metalocenowych, znacząco poprawiły jakość żywicy polipropylenowej. Dzięki poprawie stereoregularności (izotropia do 99,5%), jakość wewnętrzna włókien polipropylenowych uległa znacznej poprawie.
W połowie lat 80. ultracienkie włókna polipropylenowe zastąpiły niektóre włókna bawełniane w tkaninach tekstylnych i włókninach. Obecnie badania i rozwój włókien polipropylenowych są również bardzo aktywne w wielu krajach na całym świecie. Popularyzacja i udoskonalenie zróżnicowanych technologii produkcji włókien znacznie poszerzyły obszary zastosowań włókien polipropylenowych.
Struktura włókien polipropylenowych
Polipropylen to duża cząsteczka, której łańcuch główny tworzą atomy węgla. W zależności od przestrzennego rozmieszczenia grup metylowych, wyróżnia się trzy rodzaje struktur trójwymiarowych: losową, izoregularną i metaregularną. Atomy węgla w łańcuchu głównym cząsteczek polipropylenu znajdują się w tej samej płaszczyźnie, a ich boczne grupy metylowe mogą być ułożone w różnych układach przestrzennych na płaszczyźnie łańcucha głównego i poniżej niej.
Do produkcji włókien polipropylenowych wykorzystuje się polipropylen izotaktyczny o izotropii powyżej 95%, który charakteryzuje się wysoką krystalicznością. Jego struktura to regularny łańcuch spiralny o trójwymiarowej regularności. Główny łańcuch cząsteczki składa się ze skręconych łańcuchów atomów węgla w tej samej płaszczyźnie, a boczne grupy metylowe znajdują się po tej samej stronie głównej płaszczyzny łańcucha. Ta krystalizacja to nie tylko regularna struktura pojedynczych łańcuchów, ale również regularne ułożenie łańcuchów pod kątem prostym do osi łańcucha. Krystaliczność pierwotnych włókien polipropylenowych wynosi 33%–40%. Po rozciągnięciu krystaliczność wzrasta do 37%–48%. Po obróbce cieplnej krystaliczność może osiągnąć 65%–75%.
Włókna polipropylenowe są zazwyczaj wytwarzane metodą przędzenia ze stopu. Zazwyczaj są gładkie i proste w kierunku podłużnym, bez pasków i mają okrągły przekrój poprzeczny. Są również przędzone we włókna nieregularne i kompozytowe.
Charakterystyka wydajnościowa włókien polipropylenowych
Tekstura
Największą zaletą polipropylenu jest jego lekka konsystencja, o gęstości 0,91 g/cm³, co oznacza, że jest lżejszy od wody i waży zaledwie 60% mniej niż bawełna. Jest to najlżejszy rodzaj włókna chemicznego, o 20% lżejszy od nylonu, o 30% lżejszy od poliestru i o 40% lżejszy od wiskozy. Nadaje się do produkcji odzieży do sportów wodnych.
Właściwości fizyczne
Polipropylen charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i wydłużeniem przy zerwaniu wynoszącym 20%-80%. Wytrzymałość maleje wraz ze wzrostem temperatury, a polipropylen charakteryzuje się wysokim modułem sprężystości początkowej. Jego zdolność do powrotu do pierwotnej sprężystości jest podobna do nylonu 66 i poliestru, a lepsza niż akrylu. Co więcej, jego zdolność do szybkiego powrotu do pierwotnej sprężystości jest większa, dzięki czemu tkanina polipropylenowa jest również bardziej odporna na zużycie. Tkanina polipropylenowa nie marszczy się, dzięki czemu jest trwała, a rozmiar odzieży jest stosunkowo stabilny i nie odkształca się łatwo.
Absorpcja wilgoci i wydajność barwienia
Spośród włókien syntetycznych polipropylen charakteryzuje się najgorszą absorpcją wilgoci, z praktycznie zerowym odzyskiem wilgoci w standardowych warunkach atmosferycznych. Dzięki temu jego wytrzymałość na sucho i mokro oraz wytrzymałość na pękanie są niemal jednakowe, co czyni go szczególnie odpowiednim do produkcji sieci rybackich, lin, tkanin filtracyjnych i gazy dezynfekującej do leków. Polipropylen jest podatny na elektryzowanie się i mechacenie podczas użytkowania, przy niskim współczynniku kurczliwości. Tkanina jest łatwa do prania i szybko schnie oraz jest stosunkowo sztywna. Ze względu na słabą absorpcję wilgoci i duszność podczas noszenia, polipropylen jest często mieszany z włóknami o wysokiej absorpcji wilgoci w tkaninach odzieżowych.
Polipropylen ma regularną strukturę makrocząsteczkową i wysoką krystaliczność, ale nie posiada grup funkcyjnych, które mogłyby wiązać się z cząsteczkami barwnika, co utrudnia barwienie. Zwykłe barwniki nie są w stanie go zabarwić. Barwienie polipropylenu barwnikami dyspersyjnymi może skutkować jedynie bardzo jasnymi kolorami i ich słabą trwałością. Poprawę właściwości barwiących polipropylenu można osiągnąć poprzez takie metody, jak kopolimeryzacja szczepiona, oryginalne barwienie ciekłe oraz modyfikacja związków metali.
Właściwości chemiczne
Polipropylen charakteryzuje się doskonałą odpornością na działanie chemikaliów, owadów i pleśni. Jego odporność na działanie kwasów, zasad i innych środków chemicznych jest lepsza niż w przypadku innych włókien syntetycznych. Polipropylen charakteryzuje się dobrą odpornością na korozję chemiczną, z wyjątkiem stężonego kwasu azotowego i stężonej sody kaustycznej. Charakteryzuje się dobrą odpornością na działanie kwasów i zasad, co czyni go odpowiednim materiałem filtracyjnym.materiał opakowaniowy.Jednak jego stabilność w rozpuszczalnikach organicznych jest nieco słaba.
Odporność na ciepło
Polipropylen to włókno termoplastyczne o niższej temperaturze mięknienia i topnienia niż inne włókna. Temperatura mięknienia jest o 10-15°C niższa niż temperatura topnienia, co skutkuje niską odpornością na ciepło. Podczas barwienia, wykańczania i użytkowania polipropylenu należy zwracać uwagę na kontrolę temperatury, aby uniknąć odkształceń plastycznych. Podgrzewanie w suchych warunkach (np. w temperaturach powyżej 130°C) powoduje pękanie polipropylenu w wyniku utleniania. Dlatego w procesie produkcji włókna polipropylenowego często dodaje się stabilizator termiczny (anti-aging), aby poprawić jego stabilność. Polipropylen charakteryzuje się jednak lepszą odpornością na wilgoć i ciepło. Gotowanie we wrzącej wodzie przez kilka godzin bez odkształceń.
Inne występy
Polipropylen charakteryzuje się słabą odpornością na światło i warunki atmosferyczne, jest podatny na starzenie, nie jest odporny na prasowanie i powinien być przechowywany z dala od światła i ciepła. Jednak właściwości przeciwstarzeniowe można poprawić, dodając środek przeciwstarzeniowy podczas przędzenia. Ponadto polipropylen charakteryzuje się dobrą izolacją elektryczną, ale jest podatny na elektryczność statyczną podczas przetwarzania. Polipropylen nie jest łatwy do spalenia. Gdy włókna kurczą się i topią w płomieniu, płomień może zgasnąć samoistnie. Po spaleniu tworzy przezroczysty, twardy blok o lekkim zapachu asfaltu.
Dongguan Liansheng Non tkane Technology Co., Ltd.Firma została założona w maju 2020 roku. Jest to przedsiębiorstwo zajmujące się produkcją włóknin na dużą skalę, integrujące badania i rozwój, produkcję oraz sprzedaż. Może produkować włókniny PP typu spunbond w różnych kolorach o szerokości poniżej 3,2 metra i gramaturze od 9 do 300 gramów.
Czas publikacji: 14 października 2024 r.