Modified Melt-Blown Nonwovens for Respiratory Protective Devices Against Nanoparticles

摘要

Epidemiological studies of the effect of harmful nanoparticles on the human body prove that efficient protective measures need to be developed. This applies, in particular, to respiratory protection equipment in which filtration nonwovens are the essential structural material. This paper discusses a method for improving the efficiency of electret filtration nonwovens for nanoparticles by using polypropylene (PP) admixed with additives with varying electrostatic potentials. The investigation was carried out using amber (negative charge) and perlite beads (positive charge) incorporated into the polymer stream using melt-blown technology. Filtration efficiency was evaluated using standard methods with paraffin oil mist and sodium chloride aerosol and non-standard methods with nanoparticles. The studies proved that strengthened electrostatic interaction effects owing to the modifiers provide a promising method for improving the efficiency of electret nonwovens against nanoparticles.%Badania epidemiologiczne dotyczące wpływu oddziaływania szkodliwych nanocząstek na organizm człowieka wskazują na konieczność opracowania skutecznych środków ochronnych. W szczególności dotyczy to sprzętu ochrony układu oddechowego, którego podstawowym materiałem konstrukcyjnym są włókniny filtracyjne. W artykule zaprezentowano sposób poprawy skuteczności elektretowych włóknin filtracyjnych wobec nanocząstek poprzez domieszkowanie polipropylenu (PP) dodatkami o różnym potencjale elektrostatycznym. Badania prowadzono z wykorzystaniem granul perlitu (ładunek dodatni) oraz bursztynu (ładunek ujemny) wprowadzanych do strugi polimeru w technologii melt-blown. Skuteczność filtracji oceniono metodami standardowymi z wykorzystaniem aerozolu mgły oleju parafinowego i chlorku sodu oraz niestandardowymi z użyciem nanocząstek. Badania wykazały, że obiecującym kierunkiem poprawy skuteczności elektretowych włóknin wobec nanocząstek jest wzmocnienie efektu oddziaływań sił elektrostatycznych poprzez wprowadzenie modyfikatorów.