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N95口罩是誰發明的

近期口罩在全球各地炙手可熱，尤其N95口罩更為保障醫護人員的安全發揮重要作用。美國z音采訪了N95口罩核心技術發明者蔡秉燚，他說：“這是一個非常平凡的發明”。N95是美國公布的一種口罩規格，符合規定的口罩能過濾95%以上的微塵、細菌和病毒，當中使用的材料“熔噴靜電布”是關鍵。這項技術的發明者是田納西大學材料科學退休教授、出身臺灣的蔡秉燚。熔噴后的無紡布以超細纖維微塵，再通過靜電將微粒吸附在布料上。蔡秉燚說：“這個是N95口罩，這個是口罩，拆開它有三層，中間這一層就是熔噴布，熔噴加靜電布。”熔噴加靜電，使得一層N95口罩擁有19層棉紗口罩的防護力。蔡秉燚說：“因為加靜電以后，他的過濾效果提高了十倍。如果沒有加靜電，你必須要用十層，等于熔噴加靜電一層的效果。”這項技術在1992年問世，起初用來提高空氣過濾網效能，1995年開始應用在N95口罩上。蔡秉燚說：“這個一般是一次性的，用了就丟了，但是現在口罩量不夠，所以要想一個方法，可以重復使用一次、兩次、三次也好。”

駐極機理介紹

駐極機理：體電荷（空問電荷），聚合物內部往往有雜質離子以及各種缺陷，例如多晶中的空隙，晶體和無定形區域的界面，長分子鏈的折轉、扭曲或切斷等，從而形成電子或空穴的陷阱。在外電場的作用下，正、負離子將向兩極分離，并可能被陷阱捕獲，外界的電荷也有可能進入介質體內的陷阱中，造成介質體內性荷電，稱為"體電荷"。在高聚物紡絲或在紡絲后的牽伸過程中，加一直流高壓電場，通過直流電暈放電對其進行駐極化處理。在熔噴式非織造布的生產過程中，施加靜電場，從而得到駐極化的非織造布過濾材料，提高過濾能力。利用直流電暈放電，使共聚物膜駐極化。將膜駐極體經裂纖化，制成膜裂纖維，再將纖維梳理、鋪網、粘合或，制成非織造布。對于駐極體材料，實際上并不十分關心空間電荷的具體位置，特別關心的是電荷陷阱的深度和密度。聚合物經料斗喂入擠壓機，在擠壓下，聚合物熔融并向前移動，從噴孔中噴出。噴出的纖維由兩股亞音速的熱空氣流拉伸，當纖維落在收集器上時，即形成纖維網。

熔噴布的微纖維結構，使其具有較大的表面積，能有效地捕集微細粒子。靜電法熔噴非織造布即是在熔噴成網過程中，利用靜電技術將電荷注入纖維內，借助靜電力吸引過濾離子，從而獲得更高的過濾效率。駐極化處理的方法有多種，采用靜電技術，利用直流電暈放電，可以向高聚物中直接注入電荷并將其固定在材料中。

熔噴布的水摩擦駐極

電暈駐極體為了改善充電的均勻性，可以在電暈針和樣品之間附加一個平行于樣品表面的金屬柵網。并在柵網與下電極之間提供一個與電暈電壓極性相同的電壓，形成柵控恒壓電暈充電。這樣既可以使樣品捕獲電荷的橫向分布均勻，同時可以有效地控制樣品的注入電荷密度。充電工藝參數：充電電壓、充電方式、充電時間、處理溫度、極間距離。材料特性參數：材料表面結構，材料分子結構、材料厚度、填料。摩擦駐極體熔噴無紡布的過濾效率在50%-70%，經過靜電駐極的熔噴布濾效可以達到95%-99.9%，電暈駐極和水刺駐極各有特點，電暈駐極穩定性和綜合效益明顯勝出，水刺駐極后飽滿的帶電量是其特點，但是衰減快，老化快，成本高是其局限。加入駐極母粒1%的熔噴布通過高壓水泵將制備好的純水輸送到扇形噴嘴，扇形噴嘴對熔布一面噴進行水刺噴射，通過純水和熔噴布摩擦產生電荷，完成水摩擦駐極。

熔噴無紡布的性能

熔噴無紡布的質量和性能取決于聚原料(熔融指數)的正確選擇和加工條件的優化。目前，熔噴廠家主要采用的是高融指聚原料，但缺乏必要的靈活性以適應不同的市場需求，同時還存在著高成本的壓力。在這種情況下，使用低融指的紡粘級聚原料(MFI=20～50)，再配合使用“斷鏈技術”的塑料添加劑，可以生產出高品質的熔噴無紡布，為熔噴廠家提供了更靈活的操作空間。通過加入IRGATECCR76添加劑，在熔噴紡絲過程中使得樹脂發生可控性的降解，得到相對分子量分布較窄的無紡布產品，從而提高產品的物理性能和有效降低生產以及倉儲成本。