解析医用口罩的防护原理及关键材料

出门戴口罩 回家勤洗手

hello大家好，最近全国上下协力抗击肺炎，作为个人防护中的重要一环，戴口罩显得格外重要，我们特地为大家详细介绍口罩的分类、防护原理及关键材料，希望对大家有所帮助。

口罩的分类

市面上的口罩分为普通纸口罩、防尘口罩、防霾口罩及医用口罩，前三类口罩对病毒的防护能力有限，现重点介绍医用口罩。医用口罩包括医用防护口罩、医用外科口罩和普通医用口罩。

医用防护口罩

在新闻上狂轰滥炸的N95口罩就属于医用防护口罩，N95不是特定的产品名称而是NIOSH（美国国家职业安全卫生研究所）认证的九种颗粒物防护口罩类型中的一种，凡是符合N95标准的口罩都可以叫做N95型口罩。其中，95是指用0.3微米颗粒进行测试时的过滤效率在95%以上。

医用外科口罩

医用外科口罩：医用外科口罩是按照功能区分的，标准的外科口罩分3层：外层有阻水层，可防止飞沫进入口罩里面；中层则有过滤层，可阻隔90%的5微米的颗粒；近口鼻的内层用于吸湿。

普通医用口罩

普通医用口罩用于阻隔口腔和鼻腔呼出的喷溅物，可用于普通医疗环境下的一次性卫生护理，防护等级最低。

口罩的关键材料：聚丙烯无纺布

口罩中对病毒阻隔过滤的核心材料，就是驻极处理之后的聚丙烯无纺布。请务必记住这两个关键词，因为这是过滤新冠病毒气溶胶的关键。

聚丙烯无纺布生产

聚丙烯无纺布由喷熔法制备，其工艺原理就是用高速热空气对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸，由此形成超细纤维并凝聚在凝网帘或滚筒上，依靠自身粘合成为非织造布，喷丝的原理如下图：

熔喷的无纺布是靠自身纤维热熔而成，纤维的随机和隔层交叉排列，形成了熔喷材料多弯曲通道结构，这样颗粒物(新冠病毒气溶胶)才会与纤维产生碰撞而被滞留。

划重点

无纺布之间的通道尺寸一般为微米级，远大于病毒颗粒的尺寸，因此，无纺布具有防尘，防霾的功能，但对病毒的防护能力有限。因此，我们需要对材料进行驻极处理，让纤维带上电荷，用静电捕获新冠病毒所在的气溶胶。

驻极处理

驻极处理就是让聚丙烯无纺布带上静电，通过无纺布中的荷电纤维的库仑力实现对新冠病毒飞沫(气溶胶)的捕获，从而具有对病毒、病菌的过滤效果，达到防病毒、防菌的目的。因此，口罩中的过滤层聚丙烯无纺必须要经过驻极处理，才能在不改变呼吸阻力的前提下，实现95%的过滤性，才能有效防病毒。

解决了原材料的问题，口罩生产就是组装的问题了。此外，医用就需要生产厂家用环氧乙烷进行消毒。

划重点

只有按照上述工艺生产出来的医用口罩，即用高熔指熔喷无纺布生产过滤材料，进行驻极处理增加静电吸附性，生产后用环氧乙烷消毒，才是合格的、安全的、可以用于隔离新冠病毒传播的医用口罩。

所以坊间流传的用紫外线杀毒、干蒸湿蒸等方法，都破坏了过滤层的静电以及纤维结构，过滤性能下降到35%。因此，医用口罩为一次性用品，不能重复使用。

从聚丙烯原材料到口罩：高分子材料成型加工技术

从化工厂生产出来的聚丙烯为颗粒状，不能直接使用，只有经过高分子材料成型加工技术使其成为制品，具有特定的功能后才能使用。事实上，高分子材料成型加工技术是连接高分子原材料与高分子制品的桥梁，是控制高分子制品性能的关键，与我们日常生活息息相关。

四川大学郭少云教授课题组依托于四川大学高分子研究所和高分子材料工程国家重点实验室，经过25年的建设与发展，围绕高分子材料制备新技术和加工新方法等研究方向，取得了多项具有自主知识产权的特色科研成果，如聚合物微纳层状复合技术、聚氯乙烯力化学改性技术、聚合物超声熔融加工技术及聚合多级拉伸挤出技术等；承担国家级项目40余项，省部级项目近30项，企业合作项目100余项，在国内外重要学术期刊上发表文章410余篇，其中SCI收录250余篇，授权国家发明专利63项；研究成果获四川省科技进步奖技术发明类一等奖、贵州省科技进步一等奖、中国专利优秀奖、成都市科技进步特等奖、教育部技术发明二等奖等各类奖项十余项，培养硕士、博士、博士后近200人。课题组详细介绍详见 http://gsy./

随着大家健康意识的加强，各级政府对疫情防控工作的部署，困难即将过去，必将迎来春暖花开！