驻极静电处理在医用口罩中的重要作用

       自从新型冠状病毒肆虐以来，口罩成为必需品。目前抗击新型冠状病毒疫情进入拉锯状态，预计还会需要一些时日。

       在这一段时间内，全民对口罩知识也进行了一番科普。知道了啥叫N95口罩，啥叫医用口罩，知道了口罩用的PP无纺布......

       也知道了在这种情况下,普通的纱布口罩，甚至是活性炭口罩，对病毒是无效的。因为布虽然可以大颗粒的粉尘等，但对于小于一定直径的就拦不住了。

       常见的医用口罩，为三层结构，在佩戴时将白色的一面朝里，有压条的一边朝上，首先将下缘的两条带子系在颈后，并拉紧，使口罩的下边达到下巴根部。将口罩的上缘带子拉起，将口罩覆盖口鼻，将带子拉至耳后与头上系紧，不能系在耳朵上。用两手食指压迫口罩上边鼻根部位的金属丝，使其紧贴鼻部皮肤，然后将食指向两侧逐渐移动，使整个口罩贴近面部皮肤。这三层无纺布各有特点，最外层、最里层的是纺粘无纺布，既可以做作为支撑，蓝色部分防水好些，白色部分吸潮性好些。而中间的过滤层是熔喷无纺布，该层最为重要，熔喷层的纤维直径比较细，在2微米（μm）左右，所以只有纺粘层直径的十分之一，这个对防止细菌、血液渗透其至关重要的作用。当然有些时候为了增加效果，层数会增加。而N95口罩的结构也类似，不过所用的无纺布克重更大、厚度更厚。而且N95口罩预成型，和脸型的契合性更好。

       咋一想，有点奇怪，就好比我们在厨房里用的抹布，总是用棉布好，因为棉布的吸附性能好，而PP是塑料，塑料布做抹布总是不济事。那为什么，PP做的无纺布，做成口罩，过滤效果这么好呢？

       我们小的时候，做过游戏，利用钢笔，在头发上或衣服上摩擦多下，就可以吸起碎纸片（对了，注意钢笔不能用金属套那一端，而是塑料的那一端）。这是为什么呢？这就是绝缘体在摩擦过程中产生了静电，这样就可以吸附其他物体。

       而医用口罩之所以吸附效果好，就是其中的熔喷层无纺布进行了静电处理，而且通过技术处理可以使静电长时间保留，这就是驻极静电。（PP是绝缘体，而且在塑料中是非极性材料，可以产生静电）。

       1976年J·Van Turnhout等人利用切割成小条状的聚丙烯薄膜，将这种带电小条加工折皱状态形成驻极体纤维，然后做成布，可以做成过滤材料。这些制成的过滤材料，既可以利用布的机械过滤，还可以利用静电的物理吸附，对于空气中的固体颗粒、细菌、病毒等杂物过滤效果大大提高。

       目前的驻极方法主要有静电纺丝法、电晕放电法、摩擦起电法、热极化法、低能电子束轰击法等。电晕放电法是目前较为常用的静电驻极方法。

       有人利用熔喷无纺布研究过驻极电压和过滤效率的关系，目前常用的驻极电压在30-60KV。 对了，现在的口罩紧张，网上有各种各样讨论口罩再利用的方法。了解上述原理，我们就知道回收处理的方法了。首先不能水洗或其他液体洗，洗了静电就消失了。新冠状病毒怕热，56°下30分钟就over了，对口罩可以加加热，当然温度不能太高。PP熔点160来°，在120°左右变形，所以可以在80-100°处理一段时间，把病毒杀死。有人说用微波炉，PP材料是非极性的，微波不起作用（我们很多微波炉里可以用的饭盒，就是pp的），但不保证口罩里有金属或其他极性材料，在微波炉里就会温度升高引起意外（我们用微波炉热饭菜，就是因为饭菜里的物质基本上都是极性的，在高频微波下，极性物质来回运动导致温度升高来加热的）。当然，不建议重复使用次数太多，因为每用一次，静电就会消耗一部分，消耗完了，静电吸附就没效果了，过滤效率会大大下降了！