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南工大陈苏团队:利用气喷纺丝技术,让N95口罩生产提质增效
2020/3/4 17:08:39 易丝帮

2月25日, “N95口罩的关键技术在于其致密、能有效隔离病毒的滤芯层。用我们研制的1吨材料,再运用纳米纺丝工艺,就可以为20万只N95口罩,或者80万只普通医用口罩提供滤芯层。”2月25日,记者从南京工业大学获悉,该院化工学院教授陈苏近日将其研发的一种功能高分子材料投入量产,每天可生产8吨口罩滤芯层原料。

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剪开一个已经使用过的医用口罩(新的也可以,但我劝你别浪费),你会发现:口罩有三层。因为按照国家的生产规定,医用口罩至少包含3层无纺布。


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S层:聚丙烯专用树脂(中国石化)-无纺布厂-口罩厂

M层:聚丙烯专用树脂(中国石化)-改性塑料厂(防疫期间,中国石化攻关生产熔喷布专用料)-熔喷无纺布厂-口罩厂。

熔喷布,俗称口罩的“心脏”,是口罩中间的过滤层,能过滤细菌,阻止病菌传播,其纤维直径只有头发丝的三十分之一。

尽管原料都是聚丙烯,但熔喷布专用料与其他无纺布原料在生产工艺和性能上存在很大差异。


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南京工业大学陈苏教授团队一直致力于微流体纺丝和微流体气喷纺丝工作的研究,前期,团队通过纺丝参数的优化、纺丝体系的探索,制备了一系列功能纤维材料,其成果不久前在国际材料期刊《先进材料》上发表。


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我们团队前期一直致力于新型纺丝技术和无纺布材料的开发,研究出了微流体气喷纺丝技术,可以实现超细纤维的制备,平均直径65纳米,是目前纺丝技术中生产纤维最细的,过滤隔离病毒的效果也就更好。”陈苏介绍,传统的纺丝技术生产出的纤维,一般直径在几百纳米,而气喷纺丝技术所制备的纤维直径仅几十纳米,可以更好的隔离病毒,将气喷纺丝的纤维膜负载在传统的无纺布上,就实现了更优效果的N95口罩滤芯层的制备。

近年来,南京工业大学陈苏教授团队近年来一直致力于微流体纺丝和微流体气喷纺丝工作的研究,前期通过纺丝参数的优化、纺丝体系的探索制备了一系列功能纤维材料,其成果日前在国际材料重要期刊《Advanced Materials》(先进材料)上发表。基于前期的研究基础,陈苏教授掌握了纺丝关键技术、纺丝设备开发技术和功能纤维原理,为其产业化奠定了基础。

“针对新型冠状病毒肺炎疫情,陈老师带领课题组在前期研究的基础上,利用我们自己生产开发的纺丝原材料(“熔喷料”)实现了N95口罩滤芯材料的生产,1吨熔喷料可实现20万只N95口罩滤芯层供应,可以有效缓解口罩供应的紧张局面。”李晴说,陈苏教授一直坚持靠近科学靠近工程,他说没有科学支撑的工程做不深也做不到领先,同样没有工程引领的科学也不能解决实际问题。实现科学与工程、论文与应用的交融,真正做到把论文写在祖国最需要的地方,这也一直是陈老师对学生的谆谆教导。

据介绍,目前,课题组的研究成果已经投入量产,一天可以生产8吨材料。如今市场上口罩特别是N95口罩严重紧缺的局面将有望得到缓解。

“我们利用自己生产开发的纺丝原材料聚丙烯熔喷料,再结合微流体气喷纺丝技术,可以制备平均直径65纳米的超细纤维,是目前纺丝技术中生产纤维最细的,过滤隔离病毒的效果也就更好。”陈苏介绍,传统的纺丝技术生产出的纤维,一般直径在几百纳米,而气喷纺丝技术所制备的纤维直径仅几十纳米,可以更好地隔离病毒,将气喷纺丝的纤维膜负载在传统的无纺布上,可以让口罩的滤芯层更为致密,无毒低阻、舒适性、防护效果更好,可以用来制备效果更强的N95口罩滤芯层。


来源高分子科学前沿


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