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学习强国、光明网、中国新闻网报道我校科研团队成功研发新型口罩材料

发表时间:2020-03-10 14:59作者:学习强国、光明网、中国新闻网

3月10日,学习强国、光明网、中国新闻网报道了我校科研团队成功研发新型口罩材料。

原文如下:

浙理工科研团队成功研发新型口罩材料光明日报客户端

陆健 通讯员 石丛珊 柴田 当前,新冠肺炎疫情处于防控关键期,为应对当前口罩产业供应链紧张、核心防疫物质熔喷材料产能逼近极限这一局面,

浙江理工大学郭玉海研究员和于斌教授团队,近日联合研发了新型软支撑纳米纤维膜口罩新材料。

据介绍,现有的医用口罩主体结构多为三层无纺布,即S-M-S结构,内S层为普通无纺布、外S层为经防水处理无纺布,中间M层为驻极处理的熔喷无纺布,为拦截细菌、飞沫的核心层。当前,市场最为紧缺、价格上涨幅度最大的就是熔喷无纺布。年前,熔喷布价格在1.8万元/吨左右,而如今熔喷布的报价已经涨破42万元/吨,市场还供不应求。

面对熔喷布价格上涨,产能逼近极限的现状,在浙江理工大学校长陈文兴院士的指导下,纺织科学与工程学院(国际丝绸学院)郭玉海研究员和于斌教授团队争分夺秒,依托学校产业用纺织材料科研优势,联合“产业用纺织材料制备技术”浙江省重点实验室、“纤维材料制备技术”浙江省重点实验室和“先进纺织材料制备技术”教育部重点实验室,研发了可替代熔喷材料的软支撑纳米纤维膜口罩新材料。

这种新材料相比传统熔喷材料,具有过滤性能优越、透气性强、生产效率高、易于贮存等多种优势。以市面上的常规口罩为例,其大多使用熔喷材料作为核心阻隔层,过滤原理主要是在熔喷材料中加载荷电层,通过静电的吸附作用,将超细颗粒和飞沫吸附在口罩上,从而隔绝病毒。一旦口罩因水汽(哈气)或是细菌病毒在静电层的沉积导致荷电层静电消除,过滤效果将大大降低。这也就是一般口罩每隔4个小时需要更换的原因。同时,由于生产过程需要对熔喷材料加载静电,所以生产效率较低。

浙理工团队研发的这种软支撑纳米纤维膜口罩新材料,通过将材料拉长分裂延伸至几十纳米粗细的纤维,并控制纤维组成孔径大约为0.1-0.3微米的纳米数量级,直接将细菌、病毒等极细微颗粒拦截在口罩外。这种方式无需花费时间加载静电,从而克服了熔喷口罩材料生产效率低的问题。同时,因为是物理拦截,口罩也不会因为高湿等环境因素而影响过滤效果,为口罩的可重复利用和长期贮存提供了可能性,可作为国家应急战备物资储存。

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软支撑纳米纤维膜的结构调控

利用本材料制备的口罩,经国家劳动保护用品质量监督检验中心、国家纺织服装产品质量监督检验中心(浙江)等多家权威资质机构测试,口罩过滤效率大于95%,达到了GB 2626-2006标准中KN95要求。同时,口罩的透气性能也优于一般的KN95口罩。前者的呼吸气阻力一般在100Pa以上,而新型材料经测试,吸气阻力88-91Pa(远低于标准要求≤350Pa),呼气阻力76a(远低于标准要求≤ 250Pa)。

“作为一种战略储备物资,这种材料的原料供应相对充足,在价格上相比现有的熔喷材料也有一定优势,可以在短时间内缓解当下熔喷材料产能不足,‘举布维艰’的现状。本材料的研发成功,今后将有望成为一种既耐用,又轻薄透气的口罩原材料,更适合老人和小孩等特殊人群。”于斌说。

尽管该材料目前正在进行医用口罩的应用测试,但是这项技术现阶段已步入产业化。目前,新材料已满负荷生产,形成日产40000 m2的能力,可以保障日产约130万只口罩,正在面向浙江省多家重点防疫物资单位供应这款新型材料。


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