截止(zhi)今(jin)日，國內(nei)疫(yi)情已經到了刻(ke)不(bu)容(rong)緩的(de)時刻(ke)了，為(wei)防止(zhi)疫(yi)情繼續傳染，口罩現(xian)在已經成(cheng)為(wei)了人(ren)手必備的(de)物品了。
那么口罩為什么能夠阻擋(dang)病毒的傳播呢(ni)?它又是什么樣(yang)的材質呢(ni)?
我們通(tong)常說口罩是(shi)無(wu)紡布(bu)材料，無(wu)紡布(bu)是(shi)相(xiang)對紡織布(bu)來說，就是(shi)非紡織的布(bu)，是(shi)由定向的或隨(sui)機(ji)的纖維而構(gou)成。
具體到口罩上，其原料全部都是聚丙烯(Polypropylene，簡稱PP)，醫療用口罩(zhao)一般都是(shi)多層結構(gou)，一般簡稱為(wei)SMS結構(gou)，示意圖見圖一和圖二。
而我們經(jing)常說的(de)幾層(ceng)口罩(zhao)，在口罩(zhao)的(de)國家(jia)標準GB/T 32610中并沒(mei)有規定，如果是(shi)醫(yi)(yi)療用口罩(zhao)，至(zhi)少(shao)應(ying)該是(shi)3層(ceng)，即我們說的(de)SMS(2層(ceng)S層(ceng)和(he)1層(ceng)M層(ceng))，目前國內最高的(de)層(ceng)數是(shi)5層(ceng)，即SMMMS(2層(ceng)S層(ceng)和(he)3層(ceng)M層(ceng))，做口罩(zhao)并不難，比較難的(de)是(shi)做SMMMS布，一(yi)臺進口的(de)無紡布設(she)備(bei)價格都是(shi)上億元，筆者見(jian)過(guo)最貴的(de)一(yi)臺醫(yi)(yi)療無紡布設(she)備(bei)是(shi)5億人(ren)民幣。
這里(li)面的(de)S表示紡(fang)(fang)粘層(Spunbond)，其纖維直徑比較(jiao)粗，在20微米(mi)(μm)左(zuo)右，2層S紡(fang)(fang)粘層主要作(zuo)用(yong)是支撐整個無紡(fang)(fang)布(bu)結(jie)構(gou)，對(dui)阻隔并沒有太(tai)大(da)的(de)作(zuo)用(yong)。
口罩(zhao)里面最(zui)重要的是阻隔層或則熔噴層M(Meltblown)，熔噴層的纖維直徑比較細，在2微米(μm)左右，所以只有紡粘層直徑的十分之一，這個對防止細菌、血液滲透(tou)其(qi)至關重要的作用。
如(ru)果(guo)S紡(fang)粘(zhan)層(ceng)過多，口(kou)(kou)罩(zhao)就(jiu)比較硬，而熔噴層(ceng)M過多，則呼吸(xi)比較困難(nan)，所以(yi)從口(kou)(kou)罩(zhao)呼吸(xi)的難(nan)易程度可以(yi)判(pan)斷口(kou)(kou)罩(zhao)的隔(ge)絕(jue)效(xiao)果(guo)，呼吸(xi)越困難(nan)，則阻隔(ge)效(xiao)果(guo)更好，但是(shi)，如(ru)果(guo)M層(ceng)變為薄(bo)膜，就(jiu)基本上不能呼吸(xi)了(le)，病毒是(shi)阻隔(ge)了(le)，人也(ye)快不行了(le)，所以(yi)，這也(ye)是(shi)一個(ge)技術問題。
為了更(geng)能(neng)說(shuo)明(ming)問題，我們將紡(fang)粘(zhan)層(ceng)S纖維，熔噴層(ceng)M纖維和頭(tou)發(fa)做(zuo)一個對比(bi)圖如下,頭(tou)發(fa)直(zhi)徑的(de)1/3，接近紡(fang)粘(zhan)層(ceng)纖維，而頭(tou)發(fa)直(zhi)徑的(de)1/30，和熔噴層(ceng)M纖維直(zhi)徑接近了，當然，研發(fa)人(ren)員還在開(kai)發(fa)更(geng)細的(de)纖維，來(lai)保(bao)證(zheng)更(geng)好的(de)抗菌(jun)阻隔性(xing)。
前面提到，M層(ceng)越細，就(jiu)越能阻(zu)擋細菌等微(wei)(wei)小(xiao)顆粒(li)的進入，比如N95，就(jiu)是指在正常(chang)情況(kuang)(kuang)下，能阻(zu)擋95%的微(wei)(wei)小(xiao)顆粒(li)(0.3微(wei)(wei)米)，按照醫(yi)用防護口罩(zhao)國家(jia)標準GB/T 19083要求，在氣體流量為85L/min情況(kuang)(kuang)下，口罩(zhao)對非油性(xing)顆粒(li)過濾(lv)效(xiao)率符(fu)合(he)下表要求：
表1：醫用防護(hu)口罩過濾等級
從上面的解釋來說，N95實際上就(jiu)是用聚(ju)丙烯無紡布(bu)SMMMS制作(zuo)成的能過濾95%微(wei)細顆粒(li)的5層口罩。
最(zui)后(hou)我們從材料(liao)角度來看(kan)看(kan)分別對(dui)S紡粘層和M熔噴層都(dou)有哪些要求：
M層(ceng)：熔噴層(ceng)
材料要求：高流(liu)動性。
推薦材料：國(guo)產(chan)材料如山(shan)東道(dao)恩(en)降解法聚丙(bing)烯：Z-1400，Z1500，進口如巴塞爾公司(si)的茂(mao)金屬(shu)聚丙(bing)烯HP461Y，MF650Y。
S層：紡粘層
材料要求：高強度
推薦材料(liao)(liao)：熔體指(zhi)數在25~60聚丙烯，比如(ru)(ru)埃克(ke)森美孚Exxon-Mobile的和上海賽(sai)科的2040都是很好的紡粘材料(liao)(liao)，如(ru)(ru)S2040性能指(zhi)標(biao)如(ru)(ru)下：
