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OPTON的微观世界|第1期 走进“雾霾之盾”口罩的微观“视”界

2017-1-9 09:30| 发布者: 娜美| 查看: 127| 评论: 0

摘要: 冬季以来,环境问题—“雾霾”成为人们关注的焦点。网上关于“雾霾”以及“防雾霾”口罩的报道层出不穷。OPTON作为实验室系统解决方案服务商,以自己的显微视角对“雾霾”问题进行了分析和研究,同时,OPTON希望能通 ...

序言

   冬季以来,环境问题—“雾霾”成为人们关注的焦点。网上关于“雾霾”以及“防雾霾”口罩的报道层出不穷。OPTON作为实验室系统解决方案服务商,以自己的显微视角对“雾霾”问题进行了分析和研究,同时,OPTON希望能通过显微分析技术来拓展大家对生活中微观世界的认识。

           本期主题是走进“雾霾之盾—口罩”的微观视界。通过电子显微镜对“平时生活中市场上用的最多最有效的几款防PM2.5口罩进行观察分析,带大家一起去领略电镜下的防雾霾口罩。

一、口罩宏观拆解

左:EPC 活性炭口罩 KN95;右上:霍尼韦尔H950V;右下:绿盾M95


以上三种口罩皆为颗粒物过滤效率高于95%的口罩,EPC与其它两款口罩不同的地方在于口罩内部加了活性炭层。

 

左:霍尼韦尔H950V;中:绿盾M95;右:EPC 活性炭口罩 KN95


将口罩截面剪开可以发现,除了霍尼韦尔、绿盾【无纺布-静电滤棉-无纺布】这种经典的口罩结构外,EPC还额外多出了【活性炭层】及【加厚静电滤棉】层。

二、口罩微观视界

1. 无纺布

三种品牌最外层无纺布扫描电镜形貌(左边为低倍、右边为高倍)


 PM2.5口罩的无纺布均采用热加固的方式进行成型的,因此从左边三幅图可以发现凡是无纺布上都会有类似压扁的致密“扁坑”。

其中由于无纺布制造工艺不同:在形貌上霍尼韦尔的无纺布最致密、“扁坑”最深,绿盾的无纺布最疏松、“扁坑”最大而平;EPC介于两者之间。


2. 静电滤棉

三种品牌静电滤棉扫描电镜形貌(左边为低倍、右边为高倍)


 静电滤棉也为无纺布中的一种,在无纺布生产后经过静电处理会带有静电。这种静电力会对从其内通过的气体中的微粒物进行吸附,是防PM2.5口罩中,是吸附PM2.5颗粒物的主要战斗力。

从图中右侧高倍图片可以看出:EPC的静电滤棉最致密,但是形貌不均一,有带状显微及球状纤维颗粒存在;绿盾的静电滤棉纤维形貌最均一,且滤棉也比较致密;霍尼韦尔介于两者之间。

3. 活性炭层+加厚静电滤棉

    

EPC活性炭口罩比其它两款多出的两层(右上:活性碳层;右下:加厚静电滤棉层)


 三种品牌的口罩在各层性能相差不大的情况下,EPC多出的两层过滤层会有更多的功能:

活性炭层不但可以吸附颗粒物,同时对空气中的气体也会起到一定的收集作用,从图中右上部分可以看出在活性碳层上,纤维上有大量的活性炭存在。

加厚的静电滤棉层与之前的静电滤棉层形貌有很大的差别,对漏过的少量颗粒物进行再一次吸附,起到进一步的颗粒物过滤功能。

 三、后记

通过显微分析可以观察到我们平时肉眼不可见的形貌细节,对实际生产与生活中的工艺控制及性能形貌学分析有很重要的意义,是反向工程中重要的技术手段之一。

除了EPC这款N95口罩外,市面上也有很多其它品牌的带有活性炭层的PM2.5口罩,基本都是五层结构,最明显的区别就是含有活性炭层的口罩外观都为浅灰色,价格会比同过滤级别的口罩稍高一些。

目前口罩品牌及型号很多,笔者仅选择网上用户采购最多的几款来进行实验,向大家介绍显微分析的魅力之处,具体如何评判各种款式口罩的优劣目前还没有比较行之有效的方法,希望后期能与大家进行进一步交流。


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