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静电纳米纺纱:熔喷布材料创新迎来更多可能

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2月21日,国家有关领导在北京视察某临时转产口罩的企业时,“纳米纤维膜可填补当前医用口罩熔喷布滤材缺口,解决口罩多次使用的难题”的建议受到总理高度重视,并作了要加快审核,加大批量生产的重要指示。

面对全球巨大的口罩等防护用品需求,具有超细纤维尺度、灵活材料选择性、结构可控性、材料表面易功能化的纳米纤维膜,无疑将为熔喷布等防护用材在防护效率、功能上的创新带来更多可能。

  什么是纳米纤维膜?

纳米纤维属于一维纳米材料,具有很高的比表面积和长径比,通过静电纺丝所生产的纳米纤维直径在5nm-10μm之间,并可以通过调控纺丝参数来实现对纤维直径的控制,同时可以实现多种材料复合纺丝,大大提高了纳米纤维的多样性以及拓宽了纳米纤维的运用途径。纳米纤维膜,即通过静电纳米纺纱技术制成的纤维膜,在环保、生物医药领域纳米纤维及纺纱的优势十分突出。

  纳米纤维纺纱滤芯阻隔率超高

深圳海晴环保与清华大学、美国纳米技术团队于2014年联合推出超多层网格纳米纺纱膜,并成功应用开发出纳米网格口罩滤芯。该网格纳米纺纱膜采用的是水性生物蛋白质材料,保证生产及使用过程中的安全、无毒、无污染排放,更可实现滤芯全降解,杜绝因滤芯替换而造成的污染产生。防护效率方面,美国权威检测机构——NELSON实验室检测数据显示,其颗粒物阻隔率(PFE)、细菌阻隔率(BFE)分别达到了99.98%和99.72%。

静电纳米纺纱:熔喷布材料创新迎来更多可能

▲纳米纤维滤芯在确保污染物高效阻隔率的同时,充分发挥纳米纤维纱膜空气阻力低的优势,可以保证佩戴的舒适性。

  纳米纤维滤芯为何未广泛推广?

早在2014年,深圳御烟实业集团就将海晴纳米纤维纺纱技术应用到了口罩滤芯的生产上。其出品的海晴环保口罩,因污染物阻隔率高和使用便捷性而受到消费者的热捧,尤其是北方雾霾严重的城市的用户。

但是,从整个口罩防护领域来看,与其它一次性口罩、医用口罩相比,纳米滤芯口罩还算不上是被“广泛应用”。

究其原因就是“静电纳米纺纱”的生产制造并不简单。

静电纳米纤维材料普遍存在力学性能弱、纳米纤维集合体结构稳定性差等突出问题,这让静电纳米纤维纺纱的制造技术发展缓慢,严重限制其在功能性纺织品领域的实际应用,尤其是防护口罩这种更替频繁需求大的产品上。也就是说,静电纳米纤维纺纱的成本、产量都很难得到控制,其污染物阻隔效果虽然非常好,但其生产成本往往也是数十倍于传统的口罩熔喷布。

  改善静电熔喷工艺,纳米纤维滤芯提供更高效防护

御烟实业通过改善静电纳米纺纱熔喷工艺,有效克服了静电纳米纺纱过程中产品结构稳定性差、力学性能弱等问题,让纳米纤维纱膜的生产成本大幅降低,生产效率显著提高。

该公司推出的海晴环保口罩,其防护核心应用的海晴超多层纳米网格纺纱滤芯,充分发挥了纳米纤维在抗菌性、阻隔率高的优势,实现了PFE及BFE高达99%以上的有效阻隔;同时,利用纳米纤维材料表面易功能化的特点,在口罩滤芯立体网格内植入抗菌材料,进一步拟制细菌的侵入和滋生。据了解,御烟实业在疫情期间共完成了超过百万枚纳米滤芯的加工与出品,并先后向黑龙江、湖北黄冈、宁夏等地捐赠价值40多万元的口罩防疫物资。

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