克吕士评测：从润湿谈口罩的重复利用

       2019年末，一种前所未有的新型冠状病毒2019-nCoV开始席卷ZG，截止今天，ZG境内就有近8万人被感染，而其它国家的感染人数也急剧上升。它虽然致死率没有SARS高，但传染性远超SARS病毒。新冠病毒目前已确认的传播途径为直接传播（气溶胶传播）、飞沫传播和接触传播，而口罩是阻断直接传播和飞沫传播Z重要的防护用品。N95和普通外科医用口罩通常由如下三层不同的结构组成：

（图片来源于网络，如侵权请通知删除）

       通过惯性碰撞、拦截、扩散和静电吸引四种方式对从125纳米的新冠病毒到平均5微米的飞沫进行拦截。

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       但是现在口罩已经变成了紧俏的战略物资，不要说N95级别，连普通口罩也是一罩难求，所以大家纷纷脑洞大开，采取各种方式对使用过的口罩重复利用，比如蒸煮、或者采用酒精喷洒，但这些方式处理过口罩足够安全吗？推荐大家看下飞纳电镜的一篇评测文章，其中对酒精处理过的口罩是否破坏了其熔喷无纺布的纤维结构和静电吸附效果进行了非常科学的分析，从数据上看口罩结构无明显变化。

http://www.phenom-china.com/news/1004.html

下面，克吕士从润湿角度对常见医用口罩进行评测

       普通医用口罩的三层结构中外层具有防飞沫设计（纺粘无纺布），中层起隔离过滤作用（熔喷无纺布），内层为亲肤材质起到吸湿作用（纺粘无纺布）。 纺粘无纺布主要材料是涤纶和丙纶，是通过将聚合物挤出、拉伸，形成连续长丝后，长丝铺设成网，纤网再经过自身粘合、热粘合、化学粘合或机械加固方法，使纤网变成无纺布。原材料涤纶和丙纶两种合成纤维本身具有疏水性，水基的极性飞沫颗粒难以通过或润湿外层材料。飞沫即便碰撞在口罩上，也由于无纺布表面的低表面能特征而滑落，不易粘附，降低了病毒持续传播的可能。

       我们在实验使用克吕士便携式接触角测量仪MSA对普通医用口罩外层和中层材料进行水的接触角的测试，每种材料平行测试10次。

外层纺粘无纺布在酒精处理前接触角平均值为124°，酒精浸泡5分钟并于烘箱中60℃下干燥10分钟后接触角为119°

       而中间层喷熔无纺布，主要以聚丙烯为主要原料，合成方法与纺粘无纺布类似，但纤维直径可以达到0.5~10微米，而聚丙烯原料具有更低的表面能，一般为29-32mN/m，喷熔为无纺布的后由于具有超细纤维多孔结构，其疏水效果优于外层材料。

       酒精处理前水的接触角为133°。同样条件使用酒精处理后的水接触角为135°。然后我们又对使用了10分钟的口罩样品进行了相同的测试。外层材料的接触角为122°，数值上基本没有变化。中层材料的接触角有所下降，为124°。

       由此结果我们可以看出，无论是否经酒精浸泡处理过的口罩材料，中间层或者外层材料与水的接触角都大于90°，具有很好的疏水性。经佩戴10分钟后，中层即喷熔无纺布，与水的接触角有所减小，但仍然具有很好的疏水效果。由此可以推断出，随着口罩使用时间的增长，呼出气体对口罩的疏水性是有所影响的。

结论

       实验结果虽然很理想，但并不意味着大家可以放心大胆地自己在家消毒、重复利用，旧的口罩毕竟不像新的让人安心，如果在小区里倒个垃圾或者开车来往于办公室和家里，使用加热或酒精喷洒过的口罩应该也无妨，但如果经常出入人群密集的公共场所，还是要尽量更换新的口罩。ZG疾控ZX发布的《口罩选择与使用技术指引》提出：口罩该省的时候省，不该省的时候还是不要省。当口罩受潮或被分泌物污染，应及时丢弃，更换新的清洁且干燥的口罩。

       此外，在我们的多次评测中，中间层熔喷无纺布层的水接触角都非常稳定，水接触角一直在130°以上，一分钟内无任何渗透；但外层纺粘无纺布去发现不同批次的口罩差异很大，有50%的实验比例发现水滴在30秒钟内渗入内层的情况， 这说明了在口罩的无纺布外表面存在表面活性污染源，会导致水滴的润湿，如果是飞沫传播的话，这些位置就会导致飞沫粘附并渗入中间层，增加病毒进入的可能性。

      考虑到目前熔喷无纺布的生产商比较少主要是中石化、恒天嘉华等少数头部企业，品质比较可控，但外层纺粘无纺布却有数万家，不同厂家在生产过程中可能由于品控的原因，造成产品污染，存在具有表面活性的污染源，它会导致润湿性的增强让飞沫持留在口罩内，增加了进入内层的可能性，这个现象应该引起我们的警觉。在这个困难的境地下，希望相关企业能在提高产能的同时，严格做好品控，也是为抗击疫情实实在在的尽自己的一份力量！

参考文献：

百度百科-纺粘无纺布、喷熔无纺布

纺织导报：口罩的防病毒原理是什么？从微观角度给您专业解

http://www.texleader.com.cn/article/31045.html

纳飞电镜：

http://www.phenom-china.com/news/1004.html