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n95型儿童口罩检测机构

熔喷无纺布静电吸附示意图(ACS Nano)

为了保证N95口罩既有充足的透气性,又能高效阻隔空气中的细小微粒,熔喷无纺布极化带电是非常有效的方法。在制备熔喷无纺布过程中,以电晕放电或摩擦起电方式向其中注入电荷,一旦熔喷纤维带有电荷,气流中带有病毒的微小颗粒因为受到静电吸引而被过滤下来,在不增加熔喷层厚度的前提下达到高效的阻隔效率,有效的解决了阻隔效果和呼吸之间的矛盾。同时由于分子间的相互作用,微小颗粒一旦被吸附就很难在脱离下来,从而慢慢累积在口罩的表面。

循环使用

COVID-19的大流行导致N95口罩的严重短缺,同时受到疫情影响,口罩的生产受到限制。对于密切接触COVID-19患者的医护人员,佩戴过的口罩必然吸附有大量的SARS-CoV-2病毒。N95口罩等防护设备严重短缺,需求量与日俱增。因而在不降低N95口罩过滤效果的前提条件下,寻找安全且能循环使用N95口罩的方法显得尤为重要。一般情况下,对于细菌和病毒的灭活主要包括蛋白质失活(醇类和加热处理等)、破坏DNA/RNA结构(紫外臭氧处理、过氧化物等)和破坏细胞结构(酚类、氯化物和醛类溶剂处理等)。近期,美国斯坦福大学崔屹教授根据CDC建议的消毒方式,从中选用五种常见的消毒方法,寻求能够循环使用N95口罩的佳消毒方案。其五种消毒方式如下:

(1)在任意湿度下加热(SARS-CoV在溶液中温度>65°C,SARS-CoV-2在溶液中温度>70°C,持续5分钟均可热变性);

(2)蒸汽处理(100°C热变性);

(3)75%的酒精(病毒变性);

(4)家用稀释的含氯消毒液(氧化或化学损害);

(5)紫外线辐射杀菌(光通量约3.6 J/cm2的UV-C可灭活溶液中的SARS-CoV)。

次消毒处理结果如下:

ACS Nano

数据显示,当N95口罩使用加热、蒸汽和紫外辐射处理消毒时,口罩的过滤效率和初始样品口罩的过滤效率差别不大,均满足N95标准;当使用75%乙醇以及含氯消毒液这两种溶液消毒处理时,口罩的过滤效果急剧降低,分别为56.33%±3.33%和73.11%±7.32%。但是五种不同消毒方式处理后的口罩压降相对稳定,说明口罩内的聚丙烯熔喷无纺布的微观结构没有受到破坏。比对75%乙醇处理前后的N95口罩熔喷层的SEM图,并未观察到纤维形态上的明显差异。

75%乙醇处理前后的熔喷层SEM(ACS Nano)

那么,N95口罩过滤效率的降低必然和熔喷层附带电荷量的降低紧密相关。相关研究表明,溶剂等小分子可以吸附在聚丙烯纤维上并且扩散进入聚丙烯纤维链段或晶格内,从而对纤维内的静电荷产生屏蔽作用,导致其过滤效率的降低。含氯消毒液处理的口罩过滤效率相对较高,这是因为其水含量更高,聚丙烯分子疏水,这增加了溶剂小分子扩散的时间,这导致聚丙烯纤维内部的电荷所受影响相对乙醇处理有所减少。虽然近期也有研究表明,使用真空干燥箱对乙醇消毒处理过的N95口罩有可能恢复较高的过滤效率,但是还是应该尽量避免这两种溶液法消毒处理N95口罩。

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