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口罩靠什么挡住病毒?小化带您了解口罩原料的

  其中,在本次疫情中非常抢手的口罩生产原料——PP(注:聚丙烯)产能更是备受关注。疫情期间,泉州石化PP装置通过制定应急预案,优化班组人员调配,严格落实防疫措施,全力确保装置满负荷生产。2020年春节以来,泉州石化积极复工复产,已累计生产聚丙烯1.8万吨。

  中化集团泉州石化1200万吨/年炼油项目的20万吨/年PP装置采用unipol气相流化床工艺,具有流程简单、装置操作灵活等特点,该装置设计产能为20万吨/年,设计运行时间为8000hr/a,装置聚合系统的设计负荷25t/hr,操作弹性为正常负荷的60-110%,挤压造粒系统的最大负荷为聚合系统设计负荷的130%,装置以生产均聚产品为主,共涵盖52个牌号。目前已在生产L5E89拉丝料的基础上,相继开发LH7714-12/16注塑料、L5D89/L5D98/H3030膜料、H5250R/H5380R纤维料等多款产品,其中纤维料H5380R可作为生产口罩的S层的无纺布和其他卫生材料的原料。

  正在火热建设中的中化泉州100万吨/年乙烯及炼油改扩建项目的35万吨/年PP装置采用Unipol气相法聚合工艺技术,设计生产能力35万吨/年,年操作时间8000小时,引进牌号223个,产品覆盖均聚、无规和抗冲共聚三类聚丙烯产品。PP装置以上游乙烯裂解装置的丙烯和乙烯作为原料,采用第六代CONSISTA催化剂,可生产均聚、无规共聚、抗冲共聚产品。其中,抗冲共聚产品的乙烯含量可高达17%(橡胶含量大于30%)具有优异的性能。产品应用范围广阔,基本能满足国内现聚丙烯加工行业各类原料需求。

  虽然口罩种类繁多,款式层出不穷,但防疫口罩主要分为两类:医用外科口罩和N95口罩。

  医用外科口罩大家应该不陌生,根据国家YY 0469-2004《医用外科口罩技术要求》标准规定,医用外科口罩须达到以下几个重要指标:

  ❖过滤效率:在空气流量(302)L/min条件下,对空气动力学中值直径(0.240.06)μm氯化钠气溶胶的过滤效率不低于30%;

  ❖细菌过滤效率:在规定条件下,对平均颗粒直径为(30.3)μm的金黄色葡萄球菌气溶胶的过滤效率不低于95%;

  ❖ 呼吸阻力:在过滤效率流量条件下,吸气阻力不超过49Pa,呼气阻力不超过29.4Pa。

  这其中保证细菌过滤效果的标准就是第二条,金黄色葡萄球菌细菌气溶胶过滤效率不低于95%,这也就是N95概念的由来。

  医用外科口罩,在制作材料上由三层无纺布制成。分别为纺粘无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布。医用外科口罩外层具有防飞沫设计,中层过滤,内存吸湿。

  而目前大热的N95口罩,并非传统意义上的医用口罩,但因其过滤效率满足95%的标准,且能更好地贴合人体面部,所以也能起到很好的病毒预防作用。

  而让N95口罩和医用口罩起到病毒过滤作用的主要材料就是极细密且带静电的内层过滤布——熔喷无纺布。

  熔喷无纺布主要材质是聚丙烯,是一种超细静电纤维布,可以捕捉粉尘。含有肺炎病毒的飞沫靠近熔喷无纺布后,会被静电吸附在无纺布表面,无法透过。

  粉尘被超细静电纤维捕捉住后,极不易因清洗而脱离,且水洗亦会破坏静电的吸尘能力。适合口罩的熔喷过滤级别有:普通级、BFE95(滤效95%)、BFE99(滤效99%)、VFE95(滤效99%)、PFE95(滤效99%)、KN90(滤效90%)。

  同时其N95杯型口罩由针刺棉、熔喷布及无纺布组成,其熔喷布通常采用40克重甚至更高,再加上针刺棉的厚度,所以外观上看起来比平面口罩更厚一些,其防护效果至少能达到95%。

  既然知道了起到病毒过滤作用的主要材料是熔喷无纺布,熔喷无纺布主要材质是聚丙烯,那么,小化就带你们好好聊聊这个聚丙烯。

  聚丙烯是由丙烯+丙烯(均聚)、丙烯+乙烯(共聚)或丙烯+乙烯+丁烯(三元共聚)聚合而得的一种热塑性树脂,是最常见的塑料之一,属于热塑性树脂,是五大通用树脂之一。外观为白色半透明粒料,无味、无毒,由于晶体结构规整,具备易加工、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好等优点。其结构特点决定了其五大特性:

  ❖ 它的分子结构与聚乙烯相似,但是碳链上相间的碳原子带有一个甲基(–CH3)。

  ❖ 由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达167℃,耐热且制品可用蒸汽消毒是其突出优点。

  上下两层均为熔体质量流动速率在33-41g/10min的均聚聚丙烯产品,中间熔喷层则需要更高熔指的熔喷纤维聚丙烯专用料(300-1900g/10min)为原料进行熔融喷丝,所以说聚丙烯就是口罩的灵魂。

  聚丙烯在医学领域不仅是口罩的原材料,因为其耐高热、耐辐射,因此医学领域就运用其特点制作医护用品,如医用无纺布、一次性手套等。

  按单体种类分为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯,均聚聚丙烯是指在聚丙烯主链上只有一种链节,而共聚聚丙烯在主链上除丙烯链节外还分布着其它单体反应后形成的链节。共聚聚丙烯在很大程度上可以改变聚丙烯的性能。丙烯和乙烯共聚的聚丙烯又可分为嵌段共聚和无规共聚两种,其英文缩写分别为PP-B和PP-R。

  ❖ PP-B是在单一的丙烯聚合后除去未反应的丙烯,再与乙烯聚合而得到的,实际上是由聚丙烯、聚乙烯和末端嵌段共聚物组成的混合物,它既保持了一定程度的刚性,又提高了聚丙烯的抗冲击性能,特别是低温抗冲击性能,但透明度和光泽度下降明显。

  ❖ PP-R是将丙烯及乙烯单体混合在一起聚合,在聚合物主链上无规则地分布着丙烯单体或乙烯单体反应后的链段。乙烯链段的存在使共聚物无法结晶,即使乙烯含量很少,也会使聚丙烯的结晶能力大大降低。

  ❖ PP-R的特征是结晶度低、透明性好,较之均聚聚丙烯(PP-H),在同样的熔体流动速率情况下,PP-R的脆化温度显著降低,冲击强度也有所提高。

  从立体化学来看,IPP分子中每个含甲基(-CH3)的碳原子都有相同的构型,即如果把主链拉伸(实际呈线团状),使主链的碳原子排列在主平面内,则所有的甲基(-CH3)都排列在主平面的同一侧。

  从立体化学来看,SPP分子中含有甲基(-CH3)的碳原子分为两种不同构型且交替排列,如把主链拉伸,使主链的碳原子排列在主平面内,则所有的甲基(-CH3)交替排列在主平面的两侧。SPP是高弹性的热塑性塑料,有良好的拉伸强度,它可以像乙丙橡胶(15480, -185.00, -1.18%)那样进行硫化成为弹性体,机械性能优于一般不饱和橡胶。

  从立体化学来看,APP主链上所连甲基(-CH3)在主平面上下两方呈无规则排列。

  最后,按照用途来说就简单许多了,比如扁丝(窄带)、纤维、薄膜、挤塑、吹塑、注塑等级别。

  这么说来,聚丙烯的应用领域十分广泛啊,具体都有什么呢?跟上小化的步伐,往下看!

  在应用上,聚丙烯可使用在医疗/民用卫生材料,如:医用口罩、医用防护服、医疗注射器、药品容器、点滴袋、注射导管、湿巾、纸尿裤、卫生巾等。

  也可使用在居家生活用品,如:整理箱、塑料水盆、儿童玩具、水杯、日常用品的容器、家电外壳等。

  在农业、渔业及食品工业也有应用,如:制作温室气蓬、地膜、培养瓶、农具、鱼网等,制作食品周转箱、食品袋、饮料包装瓶等。

  甚至汽车制造零部件,也有聚丙烯的身影,如:改性的聚丙烯可模塑成保险杠、防擦条、汽车方向盘、仪表盘及车内装饰件等。