Nanovezelmembraan als vervanging voor smeltgeblazen stoffen maskermateriaal

Filtermateriaal voor mondkapjes: nanofibermembraan

Elektrostatisch gesponnen functionele nanofibermembranen hebben een kleine diameter van ongeveer 100-300 nm. Ze kenmerken zich door een laag gewicht, een groot oppervlak, een kleine poriegrootte en een goede luchtdoorlaatbaarheid. Hierdoor kunnen precisiefilters worden gerealiseerd voor speciale beschermingsdoeleinden in lucht- en waterfilters, medische beschermingsmaterialen, aseptische werkruimtes voor precisie-instrumenten, enz. De huidige filtermaterialen kunnen qua kleine poriegrootte niet met deze membranen wedijveren.

Nanovezelmembranen zijn een nieuw materiaal gebleken met diverse toepassingen binnen de membraanscheidingstechniek. Hoewel ze al commercieel verkrijgbaar zijn voor luchtfiltratie, worden nanovezelmaterialen de laatste tijd ook steeds vaker overwogen voor vloeistofscheidingen, met name voor waterzuivering. Dit komt door hun kleine en regelmatige poriegrootte en de lage hydraulische weerstand die voortkomt uit een intrinsiek hoge porositeit. Bovendien maakt het relatief grote oppervlak van deze materialen ze geschikt voor adsorptieve toepassingen.

Het voordeel van een nanofibermembraan

De huidige maskermarkt bestaat voornamelijk uit maskers van niet-geweven en smeltgeblazen katoen, waarbij het niet-geweven materiaal een poriegrootte heeft van ongeveer 20 μm. Smeltgeblazen katoen heeft een poriegrootte van ongeveer 1-5 μm. De opening van het nanofibermembraan kan 100-300 nanometer bedragen.

Vergelijkbaar met smeltgeblazen textiel en nanomaterialen.

Smeltgeblazen textiel wordt veel gebruikt op de huidige markt. Het is een PP-polymeervezel die door smelten bij hoge temperaturen wordt verkregen, met een diameter van ongeveer 1 tot 5 μm.

Het nanofibermembraan dat door Shandong Blue Future wordt geproduceerd, heeft een diameter van 100-300 nm (nanometer).

Vergelijking van het filterprincipe en de stabiliteit en persistentie.

Het smeltgeblazen textiel dat momenteel op de markt is, vereist elektrostatische adsorptie om een ​​beter filtereffect te bereiken. Het materiaal wordt gepolariseerd door een elektrostatisch elektret, waardoor een stabiele lading ontstaat. Dit zorgt voor een hoge filtratie-efficiëntie en een lage filtratieweerstand. Het elektrostatische effect en de filtratie-efficiëntie worden echter sterk beïnvloed door de omgevingstemperatuur en luchtvochtigheid. De lading neemt na verloop van tijd af en verdwijnt. Door het verdwijnen van de lading kunnen de door het smeltgeblazen textiel geadsorbeerde deeltjes erdoorheen dringen. De bescherming is daardoor minder stabiel en de werkingsduur is kort.

Het nanofibermembraan van Shandong Blue Future biedt fysieke isolatie en is ongevoelig voor elektrische lading en omgevingsinvloeden. Het isoleert verontreinigingen aan het oppervlak van het membraan. De beschermingsprestaties zijn stabiel en gaan lang mee.

Vergelijking met extra functies en lekkagesnelheid

Omdat melt-blown textiel een verwerkingstechnologie is die bij hoge temperaturen plaatsvindt, is het moeilijk om andere functies aan melt-blown textiel toe te voegen, en is het ook niet mogelijk om antimicrobiële eigenschappen toe te voegen via nabewerking. De elektrostatische eigenschappen van het melt-blown textiel worden namelijk sterk verminderd tijdens het aanbrengen van de antimicrobiële middelen, waardoor het geen adsorptiefunctie meer heeft.

De antibacteriële en ontstekingsremmende werking van het filtermateriaal dat op de markt verkrijgbaar is, wordt versterkt door andere dragermaterialen. Deze dragermaterialen hebben grote poriën, waardoor bacteriën door de impact worden gedood. De resterende verontreinigende stoffen hechten zich door statische lading aan het smeltgeblazen materiaal. Nadat de statische lading is verdwenen, blijven de bacteriën echter overleven. Door het smeltgeblazen materiaal heen, wordt de antibacteriële werking sterk verminderd en is de lekkage van verontreinigende stoffen hoog.

Nanovezelmembranen worden onder milde omstandigheden vervaardigd, waardoor het eenvoudig is om bioactieve stoffen en antibacteriële middelen toe te voegen. De lekdichtheid is laag.

Het nanomasker is een effectief beschermingsmasker geworden dankzij de hoge filtratieprestaties. Naast het toegevoegde smeltgeblazen katoen, bevatten de antibacteriële nanomarkeringen ook een laag nanofibermembraan met een kleinere poriegrootte van 100-300. Het oppervlak heeft een spinnenwebachtige microporeuze structuur met zeer complexe driedimensionale veranderingen zoals netwerkverbindingen, gaten en kanaalbuigingen, waardoor het een uitstekende oppervlaktefilterfunctie heeft. Het nanofibermasker gemaakt van dit materiaal kenmerkt zich door een hoge barrièrewerking, een lange levensduur, is dun en ademend, en bereikt een nauwkeurigere filtratie. Dit lost de nadelen op van de huidige filtermaterialen: de ladingsabsorptie van smeltgeblazen katoen varieert met de tijd en de omgeving, waardoor de filtratiefunctie afneemt. Bovendien kan de antibacteriële functie direct worden toegevoegd, waardoor het nadeel van de hoge bacteriële lekkage van antibacteriële materialen op de huidige markt wordt opgelost.

Effectievere bescherming met een langere werkingsduur is een nieuwe richting in de ontwikkeling van mondkapjes in de toekomst. Het is tevens een nieuwe aanpak voor de bestrijding van epidemieën.