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熔喷布的替代品——聚四氟乙烯(PTFE)复合膜

发布时间:2022-12-07 点击次数:156

一种可以替代熔喷布的产品——聚四氟乙烯(PTFE)纳米复合膜。它的特点在于可以纯粹依靠物理原理拦截颗粒和细菌。意味着它无需添加驻极母粒、加载静电电荷等复杂工序。这种超滤膜具有耐高温、耐有机溶剂、疏水、透气性好、阻燃、无毒等特性。这种口罩过滤材料一经应用,便成为口罩生产企业关注的焦点。

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PTFE是什么? 

● 聚四氟乙烯(PTFE),是由四氟乙烯聚合而成的高分子化合物,具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化性能。

PTFE膜是什么?

● PTFE膜是以聚四氟乙烯为原料,经过特殊工艺(压延、挤出、双向拉伸等)制成的微孔性薄膜。PTFE膜按用途可以分为服装膜、空气过滤膜、空气净化膜。PTFE膜具有原纤维状微孔结构,孔隙率达85%以上,孔径在0.02μm-15μm左右。

● PTFE微孔膜本身就具有良好的疏水性,加上孔径小,微孔膜具有防水性的同时还具有较好的透气性,很适用于防水防尘透气的应用。

PTFE膜的成孔原理 

● PTFE是半结晶聚合物,晶体由平行排列的折叠链形成片晶,片晶与片晶间为粘性的无定型部分,堆积形成带状多晶聚合物。它的分子链间的相互作用弱,所以在外部应力作用下很容易被拉出微粒成为微纤。

● PTFE的拉伸过程是细纤从折叠片晶中被不断拉出、变长变细的过程。PTFE压延膜在拉伸(纵拉)的过程中,形成由未拉伸晶区组成的岛状结点和连接结点的细长纤维。

PTFE膜怎样用到口罩滤材? 

● PTFE膜密度很小,通常只有1.75g/m2,需与无纺布或者ES热风棉热复合,形成“PTFE膜+无纺布”双层复合膜,或者“无纺布+PTFE膜+无纺布”三层复合膜。

PTFE纤维截面积只有熔喷纤维1%

采用糊膏挤出、双向拉伸技术,制得的纤维直径可以达到100nm以下,截面积只有PP熔喷纤维的1%。这些纳米纤维交错排布形成的网状结构有非常好的过滤效率,具有高效低阻的特点,足以防护细菌和病毒。

长期储存效率不会降低

PTFE纳米滤材是纯物理过滤,长期储存过滤效率不会降低,使用沸水蒸煮或酒精消毒灭菌后效率也不会下降,可以实现重复使用。

阻力更低,效率更高

PTFE纳米微孔薄膜与两层无纺布覆合的三层结构聚四氟乙烯纳米滤材,相较于常见的双层结构滤材,阻力更低,效率更高,且在后加工和使用时损伤的风险更小。

PTFE纳米复合膜与PP熔喷布比较 

● 当前,用于口罩的过滤层主要是由聚丙烯(PP)纤维堆积形成网状贯通结构的熔喷无纺布,具有良好的过滤性、阻隔性、保温性、吸附性。PP熔喷无纺布纤维的尺寸为1-10μm,纤维堆积形成的孔隙较大,所以为了能有效过滤颗粒物,PP熔喷无纺布一般会进行驻极处理,通过静电吸附作用拦截细小颗粒。因此,PP熔喷无纺布的过滤机理是物理截留加静电吸附。

为了加大负载电荷、提高PP熔喷无纺布的过滤效果,无纺布需要较大的厚度和克重来储存足量的电荷,但这也会导致阻力的增加。所以高效率的PP熔喷无纺布往往阻力较大、透气性差。

其次,PP熔喷无纺布上的电荷会慢慢减弱直至消失,导致过滤效率明显下降,也就是说采用PP熔喷无纺布的口罩具有时效性,不能长期储存,因此,PP无纺布的口罩在储存和使用过程中有效率下降的风险。

● PTFE纳米膜口罩过滤材料的优势:

优势一:膜的厚度仅为0.2mm,轻薄透气。

优势二:呼吸阻力小。纳米膜厚度仅为传统熔喷布的六分之一。

优势三:更加的透湿。聚四氟乙烯吸湿率低,人体呼吸产生的湿气98%都可以排出口罩外,高效透湿。

优势四:对PM2.5等微细颗粒有效过滤。聚四氟乙烯薄膜的纤维直径只有100~200纳米,孔径分布均在纳米级别,病毒、细菌等微生物都可以过滤掉,PM2.5的过滤效果更佳。

优势五:使用寿命更长。聚四氟乙烯口罩膜属于纯物理性阻挡,使用者吸气时,纳米孔径会将颗粒物阻隔在口罩表层,呼气时,会反向将附着的颗粒物推回环境中去。



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