Osrednji material mask za preprečevanje epidemij – polipropilen

Glavni material mask jenetkana tkanina iz polipropilena(znana tudi kot netkana tkanina), ki je tanek ali filcu podoben izdelek, izdelan iz tekstilnih vlaken z lepljenjem, taljenjem ali drugimi kemičnimi in mehanskimi metodami. Medicinske kirurške maske so običajno izdelane iz treh plasti netkane tkanine, in sicer spunbond netkane tkanine S, taline, pihane iz netkane tkanine M, in spunbond netkane tkanine S, znane kot SMS struktura; notranja plast je izdelana iz navadne netkane tkanine, ki je prijazna do kože in vpija vlago; zunanja plast je izdelana iz vodoodporne netkane tkanine, ki ima funkcijo blokiranja tekočin in se uporablja predvsem za blokiranje tekočin, ki jih prši uporabnik ali drugi; srednja filtrirna plast je običajno izdelana iz polipropilenske taline, pihane iz netkane tkanine, ki je bila elektrostatično polarizirana, lahko filtrira bakterije in igra odločilno vlogo pri blokiranju in filtriranju.

Avtomatizirana proizvodna linija za maske močno izboljša učinkovitost proizvodnje mask. Veliki zvitki polipropilenske netkane tkanine se razrežejo na majhne zvitke in položijo na proizvodno linijo za maske. Stroj nastavi majhen kot in jih postopoma zoži ter nabere od leve proti desni. Površina maske se s ploščo stisne, nato pa se izvedejo postopki, kot so rezanje, tesnjenje robov in stiskanje. Pod delovanjem avtomatiziranih strojev traja povprečno le približno 0,5 sekunde, da tovarniška montažna linija izdela masko. Po proizvodnji se maske razkužijo z etilen oksidom in pustijo stati 7 dni, preden se zaprejo, zapakirajo, dajo v škatle in pošljejo v prodajo.

Osrednji material mask – polipropilenska vlakna

Filtrirna plast (plast M) na sredini medicinskih mask je filtrirna tkanina iz taline, ki je najpomembnejša osrednja plast, glavni material pa je polipropilen, poseben material, izdelan iz taline, pihane s pihanjem. Ta material ima značilnosti ultra visokega pretoka, nizke hlapnosti in ozke porazdelitve molekulske mase. Oblikovana filtrirna plast ima močne filtrirne, zaščitne, izolacijske in oljne lastnosti, ki lahko izpolnjujejo različne standarde glede števila vlaken na enoto površine in površine osrednje plasti medicinskih mask. Iz ene tone polipropilenskih vlaken z visokim tališčem je mogoče izdelati skoraj 250.000 medicinskih zaščitnih mask iz polipropilena N95 oziroma od 900.000 do 1 milijon kirurških mask za enkratno uporabo.

Struktura polipropilenskega filtrirnega materiala, izdelanega s talilnim pihanjem, je sestavljena iz številnih križajočih se vlaken, zloženih v naključnih smereh, s povprečnim premerom vlaken 1,5~3 μm, kar je približno 1/30 premera človeškega lasu. Mehanizem filtracije polipropilenskih filtrirnih materialov, izdelanih s talilnim pihanjem, vključuje predvsem dva vidika: mehansko pregrado in elektrostatično adsorpcijo. Zaradi ultrafinih vlaken, velike specifične površine, visoke poroznosti in majhne povprečne velikosti por imajo polipropilenski filtrirni materiali, izdelani s talilnim pihanjem, dobre bakterijske pregrade in filtracijske učinke. Polipropilenski filtrirni material, izdelan s talilnim pihanjem, ima po elektrostatični obdelavi funkcijo elektrostatične adsorpcije.

Velikost novega koronavirusa je zelo majhna, približno 100 nm (0,1 μm), vendar virus ne more obstajati samostojno. Prisoten je predvsem v izločkih in kapljicah pri kihanju, velikost kapljic pa je približno 5 μm. Ko se kapljice, ki vsebujejo virus, približajo tkanini, izdelani s pihanjem iz taline, se elektrostatično adsorbirajo na površini, kar jim preprečuje prodiranje skozi gosto vmesno plast in doseganje učinka pregrade. Ker je virus po ujetje z ultrafinimi elektrostatičnimi vlakni zelo težko ločiti od čiščenja, pranje pa lahko poškoduje tudi sposobnost elektrostatičnega sesanja, se ta vrsta maske lahko uporabi le enkrat.

Razumevanje polipropilenskih vlaken

Polipropilenska vlakna, znana tudi kot PP vlakna, se na Kitajskem običajno imenujejo polipropilen. Polipropilenska vlakna so vlakna, izdelana s polimerizacijo propilena kot surovine za sintezo polipropilena, nato pa so podvržena vrsti postopkov predenja. Glavne vrste polipropilena vključujejo polipropilenske filamente, polipropilenska kratka vlakna, polipropilenska razcepljena vlakna, polipropilenske ekspandirane filamente (BCF), polipropilensko industrijsko prejo, polipropilensko netkano tkanino, polipropilensko cigaretno predivo itd.

Polipropilenska vlakna se uporabljajo predvsem za preproge (podloga za preproge in semiš), dekorativne tkanine, tkanine za pohištvo, različne vrvi, ribiške mreže, filc, ki vpija olje, materiale za ojačitev gradbenih konstrukcij, embalažne materiale in industrijske tkanine, kot so filtrirne tkanine, tkanine za vrečke itd. Polipropilen se lahko uporablja kot filtri za cigarete in netkani sanitarni materiali itd.; Ultrafine polipropilenske vlaknine se lahko uporabljajo za izdelavo vrhunskih tkanin za oblačila; Odeja iz votlih polipropilenskih vlaken je lahka, topla in ima dobro elastičnost.

Razvoj polipropilenskih vlaken

Polipropilenska vlakna so vrsta vlaken, katere industrijska proizvodnja se je začela v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Leta 1957 je italijansko podjetje Natta in sodelavci prvi razvilo izotaktični polipropilen in doseglo industrijsko proizvodnjo. Kmalu zatem ga je podjetje Montecatini uporabilo za proizvodnjo polipropilenskih vlaken. V letih 1958–1960 je podjetje uporabilo polipropilen za proizvodnjo vlaken in ga poimenovalo Meraklon. Nato se je proizvodnja začela tudi v Združenih državah Amerike in Kanadi. Po letu 1964 so razvili polipropilenska vlakna, ki so bila s fibrilacijo tankih filmov predelana v tekstilna vlakna in prejo za preproge.
V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja sta postopek in oprema za predenje na kratke razdalje izboljšala proizvodni proces polipropilenskih vlaken. Hkrati se je v industriji preprog začel uporabljati ekspandiran neskončni filament, proizvodnja polipropilenskih vlaken pa se je hitro razvijala. Po letu 1980 sta razvoj polipropilena in nove tehnologije za proizvodnjo polipropilenskih vlaken, zlasti izum metalocenskih katalizatorjev, znatno izboljšala kakovost polipropilenske smole. Zaradi izboljšanja njene stereoregularnosti (izotropija do 99,5 %) se je notranja kakovost polipropilenskih vlaken močno izboljšala.
Sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja so ultrafine polipropilenske vlakne nadomestile nekatere bombažne vlakne pri tekstilnih tkaninah in netkanih tkaninah. Trenutno so raziskave in razvoj polipropilenskih vlaken precej aktivni tudi v različnih državah po svetu. Popularizacija in izboljšanje tehnologije proizvodnje diferenciranih vlaken je močno razširilo področja uporabe polipropilenskih vlaken.

Struktura polipropilenskih vlaken

Polipropilen je velika molekula, katere glavna veriga so atomi ogljika. Glede na prostorsko razporeditev metilnih skupin obstajajo tri vrste tridimenzionalnih struktur: naključne, izoregularne in metaregularne. Atomi ogljika v glavni verigi molekul polipropilena so v isti ravnini, njihove stranske metilne skupine pa so lahko razporejene v različnih prostorskih razporeditvah na in pod ravnino glavne verige.
Za proizvodnjo polipropilenskih vlaken se uporablja izotaktični polipropilen z izotropijo večjo od 95 %, ki ima visoko kristaliničnost. Njegova struktura je pravilna spiralna veriga s tridimenzionalno pravilnostjo. Glavna veriga molekule je sestavljena iz zavitih verig ogljikovih atomov v isti ravnini, stranske metilne skupine pa so na isti strani glavne ravnine verige. Ta kristalizacija ni le pravilna struktura posameznih verig, temveč ima tudi pravilno zlaganje verig v smeri pravega kota glede na os verige. Kristaliničnost primarnih polipropilenskih vlaken je 33 %~40 %. Po raztezanju se kristaliničnost poveča na 37 %~48 %. Po toplotni obdelavi lahko kristaliničnost doseže 65 %~75 %.

Polipropilenska vlakna se običajno izdelujejo s postopkom predenja iz taline. Na splošno so vlakna gladka in ravna v vzdolžni smeri, brez prog in imajo krožen prečni prerez. Predejo se tudi v nepravilna vlakna in kompozitna vlakna.

Značilnosti delovanja polipropilenskih vlaken

Tekstura

Največja značilnost polipropilena je njegova lahka tekstura, z gostoto 0,91 g/cm³, kar je lažje od vode in le 60 % teže bombaža. Je najlažja sorta gostote med običajnimi kemičnimi vlakni, 20 % lažja od najlona, ​​30 % lažja od poliestra in 40 % lažja od viskoznih vlaken. Primerna je za izdelavo oblačil za vodne športe.

Fizikalne lastnosti

Polipropilen ima visoko trdnost in raztezek pri lomu od 20 % do 80 %. Trdnost se z naraščanjem temperature zmanjšuje, polipropilen pa ima visok začetni modul. Njegova sposobnost elastičnega obnavljanja je podobna najlonu 66 in poliestru ter boljša od akrila. Še posebej ima večjo sposobnost hitrega elastičnega obnavljanja, zato je polipropilenska tkanina tudi bolj odporna proti obrabi. Polipropilenska tkanina se ne guba, zato je trpežna, velikost oblačil je relativno stabilna in se ne deformira zlahka.

Absorpcija vlage in učinkovitost barvanja

Med sintetičnimi vlakni ima polipropilen najslabšo absorpcijo vlage, saj v standardnih atmosferskih pogojih skoraj ne regenerira vlage. Zato sta njegova suha in mokra trdnost ter lomna trdnost skoraj enaki, zaradi česar je še posebej primeren za izdelavo ribiških mrež, vrvi, filtrirnih tkanin in razkužilne gaze za medicino. Polipropilen je med uporabo nagnjen k statični elektriki in luskanju, stopnja krčenja pa je nizka. Tkanina se enostavno pere in hitro suši ter je relativno toga. Zaradi slabe absorpcije vlage in neobčutljivosti pri nošenju se polipropilen pogosto meša z vlakni z visoko absorpcijo vlage, ko se uporablja v tkaninah za oblačila.
Polipropilen ima pravilno makromolekularno strukturo in visoko kristaliničnost, vendar nima funkcionalnih skupin, ki bi se lahko vezale na molekule barvila, zaradi česar je barvanje težko. Navadna barvila ga ne morejo obarvati. Uporaba dispergiranih barvil za barvanje polipropilena lahko povzroči le zelo svetle barve in slabo obstojnost barve. Izboljšanje učinkovitosti barvanja polipropilena je mogoče doseči z metodami, kot so cepljena kopolimerizacija, originalno tekoče barvanje in modifikacija kovinskih spojin.

Kemijske lastnosti

Polipropilen ima odlično odpornost na kemikalije, napade žuželk in plesen. Njegova stabilnost proti kislinam, alkalijam in drugim kemičnim snovem je boljša od drugih sintetičnih vlaken. Polipropilen ima dobro odpornost proti kemični koroziji, razen na koncentrirano dušikovo kislino in koncentrirano kavstično sodo. Ima dobro odpornost na kisline in alkalije, zaradi česar je primeren za uporabo kot filtrirni material inembalažni material.Vendar je njegova stabilnost na organska topila nekoliko slaba.

Toplotna odpornost

Polipropilen je termoplastično vlakno z nižjim zmehčiščnim in tališčnim mestom kot druga vlakna. Temperatura zmehčiščnega mesta je 10–15 ℃ nižja od tališča, kar ima za posledico slabo toplotno odpornost. Med barvanjem, končno obdelavo in uporabo polipropilena je treba paziti na nadzor temperature, da se prepreči plastična deformacija. Pri segrevanju v suhih pogojih (npr. pri temperaturah nad 130 ℃) polipropilen zaradi oksidacije razpoka. Zato se pri proizvodnji polipropilenskih vlaken pogosto doda sredstvo proti staranju (toplotni stabilizator), da se izboljša njihova stabilnost. Vendar pa ima polipropilen boljšo odpornost na vlago in vročino. Kuhajte v vreli vodi več ur, ne da bi se deformiral.

Druga uspešnost

Polipropilen ima slabo odpornost na svetlobo in vremenske vplive, je nagnjen k staranju, ni odporen na likanje in ga je treba hraniti ločeno od svetlobe in toplote. Vendar pa se lahko lastnost proti staranju izboljša z dodajanjem sredstva proti staranju med predenjem. Poleg tega ima polipropilen dobro električno izolacijo, vendar je med obdelavo nagnjen k statični elektriki. Polipropilen ni lahko gorljiv. Ko se vlakna skrčijo in stopijo v plamenu, lahko plamen sam ugasne. Ko se zgori, tvori prozoren trd blok z rahlim vonjem po asfaltu.

Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.je bilo ustanovljeno maja 2020. Gre za obsežno podjetje za proizvodnjo netkanih tkanin, ki združuje raziskave in razvoj, proizvodnjo in prodajo. Proizvaja lahko netkane tkanine PP spunbond različnih barv s širino manj kot 3,2 metra, od 9 gramov do 300 gramov.