如何提升熔噴布過濾效率？

熔噴非織造布作為醫(yī)用口罩的核心材料，其過濾效率直接影響口罩的防護效果。影響熔噴布過濾性能的因素很多，如纖維線密度，纖網的結構、厚度和密度等。但是，作為口罩的空氣過濾材料，如果材料太緊密，孔隙太小，呼吸阻力太大，使用者無法順利吸入空氣，口罩也就失去了使用價值。這就要求過濾材料不僅要提高其過濾效率，還要盡可能地降低其呼吸阻力，而呼吸阻力和過濾效率是一對矛盾體。靜電駐極處理工藝就是解決呼吸阻力和過濾效率這對矛盾體的最好辦法。

熔噴非織造布的過濾機理

在熔噴過濾材料的過濾機理中，普遍認可的機理主要有布朗擴散、截留、慣性碰撞、重力沉降和靜電吸附五種過濾機理。由于前四種原理都是機械阻隔，因此熔噴布的過濾機理可簡單歸納為機械阻隔和靜電吸附。

SMS結構阻隔過濾效果示意圖

機械阻隔

聚丙烯熔噴布的纖維直徑平均為2～5μm，空氣中粒徑大于5μm的飛沫可以被熔噴布阻隔在外。當微塵直徑小于3μm時，由于熔噴布中的纖維隨機和隔層交叉排列成型，構成多彎曲通道的纖維過濾層，當微粒經過各種類型的彎曲通道或路徑時，微塵便被機械過濾式的范德華力吸附在纖維表面。

當顆粒粒徑與氣流速度都較大時，氣流接近過濾材料因受阻而繞流，而顆粒由于慣性作用脫離流線直接與纖維碰撞被捕獲。當顆粒粒徑很小且流速很低時，顆粒因布朗運動產生擴散而撞擊到纖維上被捕獲。

靜電吸附

靜電吸附是指當過濾材料的纖維帶電時，通過荷電纖維(駐極體)的庫侖力去實現(xiàn)對微粒的捕獲。當粉塵、細菌、病毒等微粒經過過濾材料時，靜電力不僅能有效地吸引帶電微粒，而且以靜電感應效應捕獲感應極化的中性粒子，隨著靜電勢提高，靜電吸附作用增強。

靜電駐極工藝

由于普通熔噴非織造布的過濾效率不到70%，純粹靠熔噴超細纖維的纖維細、空隙小、孔隙率高的纖維三維集合體的機械阻擋作用是不夠的，所以熔噴過濾材料普遍都是會通過靜電駐極工藝對熔噴布添加靜電電荷效應，利用靜電的方法提升過濾效率，使其過濾效率可以達到99.99%，很薄的一層就能達到預期的標準，呼吸阻力還小。

目前的靜電駐極方法主要有靜電紡絲法、電暈放電法、摩擦起電法、熱極化法、低能電子束轟擊法等，其中電暈放電法是目前最佳的靜電駐極方法。電暈放電法是熔噴纖網在收卷前通過靜電發(fā)生器針狀電極（電壓一般為5～10KV）一組或多組電暈放電的方式使熔噴材料帶上電荷，施加高壓時針尖下方的空氣產生電暈電離，產生局部擊穿放電，載流子受到電場的作用而沉積到熔噴布表面，一部分載流子會深入表層被駐極母粒的陷阱捕獲，從而使熔噴布成為駐極體過濾材料。

增加熔噴布表面的電荷可以通過電暈放電法駐極處理工藝獲得，但是要讓這個靜電儲存不衰減，那就需熔噴駐極體材料的成分和結構有利于電荷保持。提高駐極體材料電荷儲存能力的途徑可通過引入具有電荷存儲性能的添加劑來產生電荷陷阱捕獲電荷。因此，生產用于空氣過濾材料的熔噴生產線與普通熔噴生產線相比，需要在生產線中增加高壓靜電放電裝置，并且需要在生產原料聚丙烯（PP）中加入駐極母粒，如電氣石微粒。