在來(lái)勢(shì)洶洶的新型冠狀病毒感染的肺炎疫情面前，口罩、護(hù)目鏡、防護(hù)服的原材料，消毒液、洗手液的主要成分，以及病毒基因檢測(cè)試劑和預(yù)防類藥品等，成為了頗受關(guān)注的對(duì)象。支撐這些防護(hù)物資的原料如聚丙烯、乙醇等等，都是化工產(chǎn)品。他們名字雖然平平無(wú)奇，日常生活中也隨手可見(jiàn)，卻在這個(gè)最關(guān)鍵的時(shí)刻，為保衛(wèi)人民的健康安全筑起了一道道防線。本版從今日起推出《抗擊疫情的化工衛(wèi)士》系列報(bào)道，將這些阻擊疫情、護(hù)衛(wèi)人民的化工產(chǎn)品一一呈現(xiàn)。
新型冠狀病毒感染的肺炎疫情發(fā)生以來(lái)，戴口罩成為最直接有效的防控方法之一。隨著感染病例的不斷增加，大家對(duì)戴口罩的自我防護(hù)意識(shí)空前提高，國(guó)內(nèi)各大便利店、藥房等零售渠道的口罩產(chǎn)品被搶購(gòu)一空，電商平臺(tái)也大多處在缺貨、下架狀態(tài)，同時(shí)國(guó)內(nèi)定點(diǎn)生產(chǎn)商也在加班加點(diǎn)生產(chǎn)，滿足群眾防護(hù)需要。
那么，目前常用口罩是怎樣的結(jié)構(gòu)和成分，對(duì)病毒有無(wú)阻隔效果?生產(chǎn)原料與化工有何關(guān)系，能否滿足市場(chǎng)需求?佩戴口罩有何講究，市面上的各類口罩應(yīng)該如何選擇呢?
口罩筑起重要防線
新型冠狀病毒主要通過(guò)咳嗽或打噴嚏飛沫傳播。鑒于這種傳播方式，大多數(shù)病例的感染途徑均與病毒載體直接接觸有關(guān)。國(guó)家衛(wèi)健委發(fā)布權(quán)威口罩使用指南中強(qiáng)調(diào)，口罩是預(yù)防呼吸道傳染病的重要防線，可以降低新型冠狀病毒感染風(fēng)險(xiǎn)。
目前，我國(guó)醫(yī)用口罩主要分為三種：一是防護(hù)級(jí)別最高的N95醫(yī)用防護(hù)口罩，二是在手術(shù)室等有創(chuàng)傷操作環(huán)境常用的醫(yī)用外科口罩，三是只能一次性使用的普通級(jí)別的脫脂紗布醫(yī)用口罩。其中N95口罩可以阻擋95%的細(xì)菌，醫(yī)用外科口罩可以阻擋70%的細(xì)菌，而一次性醫(yī)用口罩只能阻擋36%的細(xì)菌，因此防范新冠狀病毒應(yīng)該選擇前兩種口罩，而且4個(gè)小時(shí)左右就要更換一次。
N95型口罩，是美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全衛(wèi)生研究所(NIOSH)認(rèn)證的9種防顆粒物口罩中的一種，可用于職業(yè)性呼吸防護(hù)，包括某些微生物顆粒，如病毒、細(xì)菌、霉菌、炭疽桿菌、結(jié)核桿菌等。
國(guó)家YY0469-2004《醫(yī)用外科口罩技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，醫(yī)用外科口罩須達(dá)到的重要技術(shù)指標(biāo)，包括過(guò)濾效率、細(xì)菌過(guò)濾效率和呼吸阻力。過(guò)濾效率規(guī)定，在空氣流量(30±2)L/min條件下，對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)中值直徑(0.24±0.06)微米氯化鈉氣溶膠的過(guò)濾效率不低于30%;細(xì)菌過(guò)濾效率規(guī)定，對(duì)平均顆粒直徑為(3±0.3)微米的金黃色葡萄球菌氣溶膠的過(guò)濾效率不低于95%;呼吸阻力規(guī)定，在過(guò)濾效率流量條件下，吸氣阻力不超過(guò)49Pa，呼氣阻力不超過(guò)29.4Pa。
熔噴無(wú)紡布阻擋病毒
給醫(yī)用口罩帶來(lái)病毒過(guò)濾作用的主要材料就是極細(xì)密且?guī)ъo電的內(nèi)層過(guò)濾布――熔噴無(wú)紡布。從口罩用料上來(lái)看，聚丙烯高熔指無(wú)紡布專用料是目前的最佳選擇。
所謂無(wú)紡布（專業(yè)術(shù)語(yǔ)是非織造布），是相對(duì)紡織品而言的，由定向的或隨機(jī)的纖維構(gòu)成。熔噴無(wú)紡布的主要材質(zhì)是五大通用合成樹(shù)脂之一的聚丙烯。熔體質(zhì)量流動(dòng)速率在33~41克/分鐘的聚丙烯產(chǎn)品，即達(dá)到醫(yī)用衛(wèi)生材料聚丙烯無(wú)紡布標(biāo)準(zhǔn)。這種超細(xì)靜電纖維布，可以捕捉粉塵，含有肺炎病毒的飛沫靠近熔噴無(wú)紡布后，會(huì)被靜電吸附在無(wú)紡布表面，無(wú)法透過(guò)。這就是這種材料隔絕病菌的原理。
目前的醫(yī)用口罩一般都是三層結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱為SMS結(jié)構(gòu)。外層為無(wú)紡布或超薄聚丙烯熔噴材料層，具有防飛沫設(shè)計(jì);中層為超細(xì)聚丙烯纖維熔噴材料層，有阻隔過(guò)濾作用;內(nèi)層為普通衛(wèi)生紗布或無(wú)紡布，可以吸濕。三層中最重要的是阻隔層，也就是熔噴層，這層高熔纖維直徑比較細(xì)，在2微米左右，對(duì)防止細(xì)菌、血液滲透其至關(guān)重要的作用。一般帶有細(xì)菌的懸浮顆粒、液體和血液都無(wú)法傳過(guò)中間的熔噴層，而氣體和水蒸氣則能通過(guò)三層結(jié)構(gòu)。
不管是防塵還是醫(yī)用口罩，都是靠靜電吸附來(lái)達(dá)到過(guò)濾功能的。由于粉塵被超細(xì)靜電纖維捕捉住后，極不易因清洗而脫離，且水洗亦會(huì)被破壞靜電的吸塵能力，因此這種口罩只能一次性使用。但是，拿酒精噴涂，在起到一定殺菌效果的同時(shí)，應(yīng)該還可以延長(zhǎng)使用壽命。
聚丙烯纖維當(dāng)立首功
無(wú)紡布生產(chǎn)用纖維主要是丙綸、滌綸，還有錦綸、粘膠纖維、腈綸、乙綸、氯綸。而醫(yī)用無(wú)紡布產(chǎn)品是利用化學(xué)纖維包括聚酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚丙烯、碳纖維和玻璃纖維制成的醫(yī)療衛(wèi)生用紡織品。與傳統(tǒng)的純棉機(jī)織醫(yī)用紡織品相比，醫(yī)用非織造織物具有對(duì)細(xì)菌、塵埃過(guò)濾性高、手術(shù)感染率低、消毒滅菌方便、易于與其他材料復(fù)合等特點(diǎn)。醫(yī)用非織造產(chǎn)品作為用即棄的一次性用品，不僅使用便利，安全衛(wèi)生，還能有效地防止細(xì)菌感染和醫(yī)原性交叉感染。
聚丙烯樹(shù)脂是五大通用合成樹(shù)脂(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS)之一，以丙烯為原料，乙烯為共聚單體通過(guò)聚合反應(yīng)生產(chǎn)制得。中國(guó)工業(yè)化的丙烯生產(chǎn)路線主要有石化路線(蒸汽裂解、催化裂化)、煤化工(CTO、MTO、MTP)和丙烷脫氫(PDH)。其中丙烷脫氫的原材料就是丙烷;丙烯是煉油和天然氣加工的副產(chǎn)品。在煉油過(guò)程中，乙烯、丙烯等化合物可以由裂化相對(duì)分子質(zhì)量較大的烴而產(chǎn)生。
根據(jù)卓創(chuàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，聚丙烯纖維占聚丙烯下游需求的10%左右，2019年國(guó)內(nèi)聚丙烯纖維料產(chǎn)量約170萬(wàn)噸左右，同比增長(zhǎng)7.5%。其中高熔指(35左右)95萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)15.8%;中熔(25左右)77萬(wàn)噸，和去年基本持平。
卓創(chuàng)資訊分析師寧曉琴表示，聚丙烯纖維料的下游應(yīng)用領(lǐng)域非常較為廣泛，其中無(wú)紡布占比70%。無(wú)紡布的應(yīng)用分為兩個(gè)部分：包材(包裝用)和衛(wèi)材(醫(yī)療、衛(wèi)生用品)，高熔纖維主要用在衛(wèi)材領(lǐng)域。而衛(wèi)材領(lǐng)域涉及產(chǎn)品比較多，不僅有口罩，還有尿布、衛(wèi)生巾、醫(yī)療繃帶、襯布等。
石油路線產(chǎn)品仍占主導(dǎo)
有數(shù)據(jù)顯示，1噸高熔指聚丙烯纖維料可生產(chǎn)大約25萬(wàn)只防護(hù)口罩或5000套防護(hù)服，2018年全國(guó)生產(chǎn)了各類口罩45.4億只，口罩用材僅占高熔纖維料供應(yīng)的3%左右。
據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)高熔指纖維生產(chǎn)企業(yè)共31家，主要集中在中石化和中石油。其中，中石化高熔占比26%，中石油高熔占比37%。煤化工及地方企業(yè)高熔纖維產(chǎn)量基數(shù)雖不高，但增幅亦比較明顯。
從具體數(shù)據(jù)來(lái)看，大連有機(jī)H39S-2、上海賽科S2040、獨(dú)山子石化S2040、洛陽(yáng)石化Y35、濟(jì)南煉廠Y35、鎮(zhèn)海煉化H30S、東華Y381H占據(jù)高熔纖維主力供應(yīng)企業(yè)。
其中，獨(dú)山子石化自主研發(fā)的聚丙烯S2040具有高熔指性、力學(xué)強(qiáng)度好和分布窄等特點(diǎn)，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，一直獲得醫(yī)用無(wú)紡布廠的追捧。獨(dú)石化在聚丙烯S2040生產(chǎn)方面經(jīng)驗(yàn)成熟，是國(guó)內(nèi)高熔纖維主力生產(chǎn)企業(yè)之一，2019年銷量達(dá)到10.4萬(wàn)噸。該公司從1月23日開(kāi)始，聚丙烯S2040產(chǎn)量由每小時(shí)23噸調(diào)整為26噸，日均產(chǎn)量624噸。目前，乙烯廠生產(chǎn)車間積極做好聚丙烯S2040“三劑”準(zhǔn)備和反應(yīng)器參數(shù)的調(diào)節(jié)等工作。
中國(guó)石化青島煉化在聚丙烯醫(yī)衛(wèi)無(wú)紡布專用料生產(chǎn)方面經(jīng)驗(yàn)成熟，是國(guó)內(nèi)高熔纖維主力生產(chǎn)企業(yè)之一，其開(kāi)發(fā)的無(wú)紡布專用料PPH-Y38Q、PPH-Y38QH具有高立構(gòu)規(guī)整度、窄相對(duì)分子質(zhì)量分布、低灰分、低凝膠、低魚(yú)眼數(shù)等特點(diǎn)，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，主要適用于制造衛(wèi)材級(jí)無(wú)紡布(醫(yī)用防護(hù)口罩、防護(hù)服等產(chǎn)品)。目前，青島煉化聚丙烯裝置無(wú)紡布專用料PPH-Y38Q產(chǎn)量由每小時(shí)21噸調(diào)整為24噸，日均產(chǎn)量近600噸。
此外，作為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率名列前茅的專業(yè)口罩濾材研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)，天津泰達(dá)潔凈材料有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，在市面上的口罩無(wú)論N90/N95或其他口罩生產(chǎn)材料都是聚丙乙烯顆粒，區(qū)別就是在于生產(chǎn)難度。比如市面上缺少的N95，生產(chǎn)難度會(huì)更大，產(chǎn)能也就更低?？谡譃V材生產(chǎn)之后還要送到實(shí)驗(yàn)室來(lái)保證口罩質(zhì)量。據(jù)該公司口罩濾材實(shí)驗(yàn)室工作人員介紹，該公司產(chǎn)品可以達(dá)到美國(guó)95級(jí)和歐盟P1P2級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也能滿足國(guó)標(biāo)的系列要求，生產(chǎn)的口罩濾材完全能夠達(dá)到甚至超越N95級(jí)別。特別是在全自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中一般要求穿透率低于12%才是合格產(chǎn)品，而天津泰達(dá)潔凈公司則制定了更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，8%以下才算合格產(chǎn)品。此外檢測(cè)的口罩濾材材料，阻隔率在3%上下，有害細(xì)菌的阻隔率達(dá)到97%左右，完全符合標(biāo)準(zhǔn)。除了阻隔率還要檢測(cè)拉伸強(qiáng)度，只有拉伸度夠強(qiáng)，才能方便下游生產(chǎn)企業(yè)自由使用。目前，天津泰達(dá)潔凈公司口罩濾材生產(chǎn)線的產(chǎn)能已經(jīng)全面釋放，產(chǎn)品正陸續(xù)輸送給振德醫(yī)療、廈門弓立、河南亞都等19家國(guó)內(nèi)口罩生產(chǎn)廠家。
聚四氟乙烯助力長(zhǎng)效防護(hù)
長(zhǎng)時(shí)間佩戴口罩時(shí)(如1~2小時(shí))，由于佩戴者的呼吸等人體活動(dòng)，口罩會(huì)受潮，其靜電吸附能力減弱，隔離效果逐漸變差。
納米口罩因其高效的過(guò)濾性能，已經(jīng)成為一款高效醫(yī)用防護(hù)口罩。類似于普通醫(yī)用口罩，納米防菌口罩也包含外層、中間層、內(nèi)層、耳掛、鼻夾等部分組成。納米口罩的特殊之處在于中間層采用孔徑更小(100~200納米)的納米膜構(gòu)成，一般為聚四氟乙烯(PTFE)材料。通過(guò)單向或者雙向拉伸法制備的PTFE薄膜，表面具有蜘蛛網(wǎng)式的微孔結(jié)構(gòu)，在三維結(jié)構(gòu)上具備網(wǎng)狀連通、孔鑲套、孔道彎曲等非常復(fù)雜的變化，因此具備優(yōu)異的表面過(guò)濾功能。利用該材料生產(chǎn)的納米口罩，具備阻隔效率高，使用壽命長(zhǎng)、輕薄透氣的特點(diǎn)，是未來(lái)口罩發(fā)展的新方向。但目前，此種口罩價(jià)格較為昂貴，還無(wú)法完全替代傳統(tǒng)口罩。
