2020年春節(jié)大家最為關心的還是肺炎疫情的發(fā)展。疫情防控，離不開口罩的使用，我們需要對口罩的材質(zhì)有一定的了解，才能更好地選擇。我們今天來談談口罩的材料，怎么從PP到口罩的？

圖：口罩在日常生活中越來越多見

1. 什么是N95口罩？

可起到病毒防護作用的口罩主要有醫(yī)用外科口罩和N95口罩。國家YY 0469-2004《醫(yī)用外科口罩技術(shù)要求》標準規(guī)定，醫(yī)用外科口罩須達到的重要技術(shù)指標包括過濾效率、細菌過濾效率和呼吸阻力：

1：過濾效率：在空氣流量（30±2）L/min條件下，對空氣動力學中值直徑（0.24±0.06）μm氯化鈉氣溶膠的過濾效率不低于30%；

2：細菌過濾效率：在規(guī)定條件下，對平均顆粒直徑為（3±0.3）μm的金黃色葡萄球菌氣溶膠的過濾效率不低于95%；

3：呼吸阻力：在過濾效率流量條件下，吸氣阻力不超過49Pa，呼氣阻力不超過29.4Pa。

這其中保證細菌過濾效果的標準就是第二條，金黃色葡萄球菌細菌氣溶膠過濾效率不低于95%，這也就是N95概念的由來。因此N95口罩雖然不是醫(yī)用口罩，但是滿足過濾效率滿足95%的標準，且能更好地貼合人體面部，所以也能起到很好的病毒預防作用。

而給這兩種口罩帶來病毒過濾作用的主要材料就是極細密且?guī)ъo電的內(nèi)層過濾布——熔噴無紡布。

2. 熔噴無紡布過濾原理

熔噴無紡布主要材質(zhì)是聚丙烯，是一種超細靜電纖維布，可以捕捉粉塵。含有肺炎病毒的飛沫靠近熔噴無紡布后，會被靜電吸附在無紡布表面，無法透過。這就是這種材料隔絕病菌的原理。粉塵被超細靜電纖維捕捉住后，極不易因清洗而脫離，且水洗亦會被破壞靜電的吸塵能力。因此這種口罩只能一次性使用。

適合平面口罩熔噴過濾級別有：普通級、BFE95（濾效95%）、BFE99（濾效99%）、VFE95（濾效99%）、PFE95（濾效99%）、KN90（濾效90%）

醫(yī)用外科口罩一般是由三層無紡布制成。材料是紡粘無紡布+熔噴無紡布+紡粘無紡布。

也可以一層改用短纖改善皮膚觸感，即ES熱軋無紡布+熔噴無紡布+紡粘無紡布?？谡滞鈱泳哂蟹里w沫設計，中層過濾，內(nèi)存吸濕。熔噴布一般選用20克重的。

而N95杯型口罩則由針刺棉、熔噴布、及無紡布組成，其熔噴布通常采用40克重甚至更高，再加上針刺棉的厚度，所以外觀上看起來比平面口罩更厚一些，其防護效果至少能達到95%。

3. 熔噴無紡布制備

熔噴法借助高速熱氣流使剛擠出的高聚物熔體迅速高倍拉伸固化成形的紡絲方法。優(yōu)點是工藝流程短，可以紡絲直接制成無紡織物。

熔噴無紡布屬非織造布的一種。由于熔噴工藝的獨特性，使其生產(chǎn)出來的纖維 近乎超細纖維，因而熔噴無紡布具有優(yōu)異的阻隔過濾性、透氣性、吸油性，廣泛用于醫(yī)療防護、衛(wèi)生潔材、過濾材料、保暖絮材、吸油材料、電池隔板等領域。熔噴工藝流程短、生產(chǎn)效率高、應用領域廣，已經(jīng)成為國家建設、人類生活所不可缺少的新型工業(yè)產(chǎn)品。

熔噴法的工藝原理如圖所示。聚合物母粒放入擠出機，并在擠出機內(nèi)熔融，溫度在240℃左右（針對聚丙烯一熔噴法采用的主要樹脂）。熔體通過計量泵，到達熔噴模頭。計量泵測量輸出到噴嘴的熔體流量。噴絲嘴是一-排間距不到1mm，直徑在0.2~0.4mm的毛細管。在的兩側(cè)就是進氣孔，加人250~300℃的壓縮空氣。在剛剛形成的聚合物擠出噴絲頭時，壓縮空氣的頭端作用于聚合物，以高于聲速（550m/s）的氣流將熱長絲牽伸至直徑1~10μum，根據(jù)其物理特性這種網(wǎng)被稱為微纖網(wǎng)。熱空氣向下流動時與周圍空氣混合，使纖維冷卻并最終固結(jié)成短而細的纖維。

熔噴法的主要工藝流程如下：

熔體準備→過濾→計量→熔體從噴絲孔擠出→熔體細流牽伸與冷卻→成網(wǎng)

4. 熔噴無紡布原料PP要求及制備

高端熔噴法無紡布對聚丙烯材料的要求：穩(wěn)定的流動性、分子量分布窄、灰分低、無其他產(chǎn)物殘留、優(yōu)良的紡絲性能等。下面是山東道恩網(wǎng)站上可熔噴生產(chǎn)口罩的PP主要物性表：

我們從表中看出，該款材料的熔指在1500g/10min，而一般聚烯烴廠商出廠的高熔指PP，需要經(jīng)過改性，才能做成熔噴材料。制備工藝大致分為兩種，一是化學降解法，且分為完全降解法和不完全降解法，目前國內(nèi)普遍采用不完全降解法。另一種是茂金屬催化劑直接聚合而成，該法制得的熔噴料具有極好的加工穩(wěn)定性，生產(chǎn)出的纖維柔順性更好，但這種方法的加工成本較高，因此目前不論是進口還是國產(chǎn)料大多采用化學降解法生產(chǎn)。

我們從道恩的一份專利可以看出采用自由基型的引發(fā)劑促進降解，同時為了降低VOC，采用了特殊的裝置。

圖：道恩專利上低氣味高透明超高流動性聚丙烯及其制備裝置示意圖

5. 熔噴PP材料相關供應商

山東道恩高分子

作為全國最大的醫(yī)用口罩熔噴聚丙烯材料生產(chǎn)商，道恩股份自主研發(fā)生產(chǎn)的熔噴無紡布專用材料，具有穩(wěn)定的高流動性、低碳、環(huán)保、可降解，根據(jù)客戶需求定制，分子量分布窄、灰分低、無其他產(chǎn)物殘留、優(yōu)良的紡絲性能等優(yōu)異特性，應用于醫(yī)用口罩材料和醫(yī)院手術(shù)服材料。

“道恩股份不僅榮獲了山東省科技進步二等獎，中國石油和化學工業(yè)協(xié)會技術(shù)發(fā)明一等獎，還制定了《塑料聚丙烯（PP）熔噴專用料》國家標準

獨山子石化

            獨山子石化公司自主研發(fā)的聚丙烯S2040具有高熔指性、力學強度好和分子量分布窄等特點，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，主要用于制造口罩、尿不濕等，一直受到醫(yī)用無紡布廠的青睞。獨山子石化在聚丙烯S2040生產(chǎn)方面經(jīng)驗成熟，是國內(nèi)高熔纖維主力生產(chǎn)企業(yè)之一，2019年銷量達到10.4萬噸。

北京伊士通新材料發(fā)展有限公司

北京伊士通新材料發(fā)展有限公司創(chuàng)建于2005年5月，總資產(chǎn)超億元。主要從事各種改性塑料的研發(fā)、產(chǎn)品設計與生產(chǎn)。2009年6月份一期工程建成投產(chǎn)，目前具有年產(chǎn)30000噸改性塑料的生產(chǎn)能力；其中，高品質(zhì)熔噴料的年產(chǎn)能20000噸，改性工程塑料產(chǎn)能10000噸。 醫(yī)用復合無紡布聚丙烯熔專用料: P65系列:目前的主要牌號有P6513，P6515和P6518等三種。另外，還可以根據(jù)用戶的需求，生產(chǎn)熔體流動速率從200-2000（g/10min）的其他相關系列產(chǎn)品。

巴斯夫-流變改性劑

巴斯夫用于聚丙烯的流變改性劑Irgatec?，是一種新穎的無過氧化物聚丙烯聚合物改性劑。它允許加工過程中聚丙烯的受控降解，從而得到窄分子量分布。它在超過250°C的擠出溫度下十分有效，因此特別適用于聚丙烯熔噴應用。

Irgatec?是一種十分有效的基于創(chuàng)新化學的無過氧化物自由基產(chǎn)生劑，用于聚丙烯的受控降解。通過Irgatec?降解的聚丙烯具有非常窄的分子量分布，揮發(fā)物的含量很低。通過Irgatec?生產(chǎn)的聚丙烯熔噴無紡布展現(xiàn)出更高的靜液高度、更好的透氣性以及更高的長期熱穩(wěn)定性。機械特性（如韌性和延伸率）也得到改善。

Irgatec?在室溫下不反應，因此不需要特殊的存儲條件。通過Irgatec?生產(chǎn)的聚丙烯無紡布對皮膚無刺激，因此適用于許多衛(wèi)生和醫(yī)療應用。新穎的聚丙烯聚合物改性劑Irgatec?可以在擠出擠壓加工時讓聚丙烯受控降解，極大地增加熔體流動速率。

其他

小編在資料查找時候還有看到韓國大林料，融指做到 900g/10min、1500g/10min，北歐化工的 1200/10min，EXXONMOBIL 有PP3505G (融指 400g/10min)、PP3546G (融指 1200g/10min)、PP3746G (融指 1500g/10min)。國內(nèi)除了山東龍口道恩，還有揚子化工研究院、、上海伊士通，中科絲普綸有熔噴料。大連有機H39S-2、上海賽科S2040、獨山子石化S2040、洛陽石化Y35、濟南煉廠Y35、鎮(zhèn)海煉化H30S、東華Y381H占據(jù)高熔纖維主力供應企業(yè)。