關(guān)于新型口罩過(guò)濾性能的測(cè)試分析

摘要：隨著流感等各種呼吸道疾病的蔓延，對(duì)人類(lèi)身體健康的危害也越加嚴(yán)重。流感等病毒具有傳播速度快、病源變異快以及控制難度大等特點(diǎn)，而減緩病毒傳播速度的有效方式就是使用防護(hù)型口罩，本文就此簡(jiǎn)單分析了新型口罩過(guò)濾性能，文章首先介紹了測(cè)試裝置、測(cè)試儀器以及相關(guān)的測(cè)試方法，隨后文章簡(jiǎn)單分析了測(cè)試樣品的合理選擇，最后文章對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析總結(jié)，希望能給相關(guān)人士提供一些參考。

關(guān)鍵詞：新型口罩；過(guò)濾性能；測(cè)試分析

隨著人類(lèi)工業(yè)的不斷發(fā)展，我們的經(jīng)濟(jì)在增長(zhǎng)過(guò)程中同樣也帶來(lái)了較為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，在自然環(huán)境中出現(xiàn)了許多可以入顆粒物，這種顆粒物能夠在空氣中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的懸浮，而人類(lèi)在和這種顆粒物進(jìn)行接觸的過(guò)程中就會(huì)增加呼吸道疾病的患病幾率，從而影響身體健康，顆粒物越小，就會(huì)對(duì)人體造成越大的傷害，為此應(yīng)該采取有效措施減少顆粒物對(duì)人體的影響，本文就此分析了口罩的過(guò)濾性能。

一、測(cè)試裝置及方法

（一）測(cè)試裝置

測(cè)試裝置問(wèn)題可以參考下圖，在環(huán)境空氣流入到溶膠管道后，在經(jīng)過(guò)相應(yīng)的過(guò)濾設(shè)施，最后被吸氣泵抽取出來(lái)，

口罩過(guò)濾測(cè)試臺(tái)圖

其中1是集氣口，2是測(cè)試管道，3是環(huán)境精細(xì)顆粒監(jiān)測(cè)儀，4是數(shù)字式的微壓計(jì)，5是浮子流量計(jì)，6是抽氣泵。

（二）測(cè)試儀器

108環(huán)境精細(xì)顆粒監(jiān)測(cè)儀，其中一共有十六個(gè)頻道分布，顆粒粒徑主要在0.2420um，從本次的實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)出發(fā)，只對(duì)過(guò)濾前后達(dá)到0.2410um范圍內(nèi)的顆粒進(jìn)行測(cè)量，而數(shù)字式的微壓計(jì)在結(jié)束口罩過(guò)濾材料的測(cè)量前后要進(jìn)行降壓處理。在測(cè)試流量的控制方面，也就是對(duì)過(guò)濾面風(fēng)速的控制工作可以通過(guò)浮子流量計(jì)來(lái)進(jìn)行控制。

（三）測(cè)試方法

對(duì)口罩的過(guò)濾性能具有影響的因素就是氣體的流量，也是評(píng)判一個(gè)口罩過(guò)濾質(zhì)量好壞的重要參數(shù)。正常情況下，口罩的過(guò)濾能力會(huì)隨著風(fēng)速的提高而降低，同時(shí)阻力也會(huì)相繼增長(zhǎng)。人們的呼吸量在低于中等體力勞動(dòng)的情況下，一般會(huì)保持在30L/min左后，但并不是以勻速的狀態(tài)進(jìn)行呼吸的，而是呈現(xiàn)出一種正弦曲線(xiàn)型的呼吸狀態(tài)，而呼吸速度的最高情況下，會(huì)是平均呼吸速度的三倍左右，也就是94L/min，這也是歐共體規(guī)定的口罩過(guò)濾效率的標(biāo)準(zhǔn)流量，能夠在最差的條件下，評(píng)價(jià)呼吸阻力與過(guò)濾能力，在美國(guó)則使用的檢測(cè)流量則是85L/min。對(duì)于口罩過(guò)濾性能的測(cè)試方法主要是用試樣夾夾住面積為長(zhǎng)和寬都是150毫米左后的口罩，隨后在利用提前設(shè)置好的氣流流量、顆粒的濃度質(zhì)量以及顆粒的類(lèi)型來(lái)測(cè)試樣品的過(guò)濾性能。遵循人體呼吸的基本規(guī)律，同時(shí)根據(jù)TSI8130的測(cè)試方法，本文主要是在過(guò)濾風(fēng)速達(dá)到9.4與8.4、3.0時(shí)，對(duì)口罩中過(guò)濾材料的阻力性能參數(shù)和過(guò)濾效率進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試。

氣體流量L和過(guò)濾效率Y可以根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算，

L=1000vS

其中v是過(guò)濾面中的風(fēng)速，而S則是口罩中過(guò)濾材料主要的過(guò)濾面積，

Y=P1-P2P×100%

在上述公式中，P1是環(huán)境中的顆粒濃度質(zhì)量在過(guò)濾前的主要濃度，而P2則是環(huán)境空氣質(zhì)量在過(guò)濾工作結(jié)束后的顆粒濃度。

二、選擇測(cè)試樣品

根據(jù)市場(chǎng)中比較流行的口罩、廣大人民群眾使用的口罩以及醫(yī)療機(jī)構(gòu)中的口罩進(jìn)行了簡(jiǎn)單的測(cè)試分析工作。測(cè)試的樣品主要有通過(guò)HV熔噴所支撐的非織造布，在獨(dú)特靜電作用下的靜電纖維的非織造布，最后DEFG則是在特殊加工處理后所產(chǎn)生的核電熔噴非織造布。[1]特殊靜電的纖維非織造布，對(duì)于空氣中細(xì)小顆粒物具有較高的過(guò)濾效果，但是會(huì)遇到較大的阻力，在舒適性方面有所欠缺，這也是防護(hù)用品在國(guó)內(nèi)外主要的發(fā)展趨勢(shì)，當(dāng)人們?cè)谶M(jìn)行重體力勞動(dòng)活動(dòng)的過(guò)程中不適合佩戴此類(lèi)產(chǎn)品。

三、測(cè)試結(jié)果分析

在口罩濾面所經(jīng)受的風(fēng)速保持不同的狀態(tài)下，口罩中過(guò)濾材料的阻力以及過(guò)濾效率也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化。[2]把空氣環(huán)境中范圍在0.2410um內(nèi)的顆粒物分別劃分成13個(gè)階段，同時(shí)測(cè)量口罩中過(guò)濾材料在粒徑范圍不同的情況下的阻力和過(guò)濾能力，從而更加科學(xué)合理地評(píng)價(jià)口罩的過(guò)濾能力。隨著風(fēng)力的逐漸提高，各種類(lèi)型的口罩過(guò)濾阻力會(huì)相繼提高，同時(shí)過(guò)濾效率也能得到一定的改善，因此在檢測(cè)口罩的過(guò)濾能力使，應(yīng)該結(jié)合人體在基礎(chǔ)重體力勞動(dòng)環(huán)境下的呼吸規(guī)律進(jìn)行檢測(cè)。而HV熔噴非織造布在直徑大于20um的顆粒物會(huì)具有較強(qiáng)的過(guò)濾效用，但是在細(xì)小顆粒物的過(guò)濾中，就存在較大不足，并遇到較大的阻力。

四、結(jié)論

在利用環(huán)境精細(xì)顆粒監(jiān)測(cè)儀來(lái)分段檢測(cè)自然環(huán)境中的顆粒物后，可以對(duì)口罩的過(guò)濾能力進(jìn)行更加準(zhǔn)確客觀的評(píng)價(jià)分析。而將環(huán)境氣溶膠作為主要的檢測(cè)對(duì)象，是最接近口罩在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中的使用情況的。不同類(lèi)型的口罩之間，具有較大的差異性。在評(píng)價(jià)口口罩中過(guò)濾材料的使用性能時(shí)，最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)就是材料的阻力和過(guò)濾效率，兩者之間任何一種都無(wú)法確實(shí)，而很明顯的研發(fā)低阻高校的口罩材料是未來(lái)主要的發(fā)展目標(biāo)。

綜上所述，目前控制空氣中顆粒物的主力就是工業(yè)治理，但是在部分工業(yè)場(chǎng)所中，由于管理的問(wèn)題和技術(shù)的缺陷，導(dǎo)致環(huán)境中的顆粒物含量沒(méi)有得到有效減少，從而使環(huán)境問(wèn)題更加嚴(yán)重，同時(shí)還會(huì)使霧霾問(wèn)題惡化，城市中的空氣質(zhì)量堪憂(yōu)，人們的生活問(wèn)題也受到較大的影響，為此人們需要在出行時(shí)佩戴相應(yīng)的防護(hù)口罩，防止顆粒物的進(jìn)入。我國(guó)也應(yīng)該加強(qiáng)新型口罩的研制工作，從而提高口罩的防護(hù)性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉學(xué)洋.PVDF/PSU復(fù)合抗菌納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備及其在口罩中的應(yīng)用研究[D].東華大學(xué)，2016.

[2]陸樹(shù)興，王向欽.防霧霾口罩的濾片及其測(cè)試面積對(duì)過(guò)濾性能的影響[J].中國(guó)纖檢，2016（02）：9092.

作者簡(jiǎn)介：潘宇楓（1992），男，漢族，江蘇無(wú)錫宜興人，本科，專(zhuān)業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器，目前職位為檢驗(yàn)員，從事環(huán)保設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、家用電器電氣安全檢測(cè)、紡織材料物理性能及粉塵過(guò)濾性能檢測(cè)等工作。