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口罩靠什么擋住病毒?口罩原料PP(聚丙烯)的奧秘!

來源:中化集團(tuán)      2020-03-02
導(dǎo)讀:疫情發(fā)生以來,中化集團(tuán)旗下泉州石化頂住疫情對(duì)市場的沖擊,積極組織復(fù)工生產(chǎn),保障成品油和化工品等國計(jì)民生重要物資的供應(yīng)。其中,在本次疫情中非常搶手的口罩生產(chǎn)原料——PP(注:聚丙烯)產(chǎn)能更是備受關(guān)注。

疫情期間,泉州石化PP裝置通過制定應(yīng)急預(yù)案,優(yōu)化班組人員調(diào)配,嚴(yán)格落實(shí)防疫措施,全力確保裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)。2020年春節(jié)以來,泉州石化積極復(fù)工復(fù)產(chǎn),已累計(jì)生產(chǎn)聚丙烯1.8萬噸。


下面小化先帶你了解一下中化集團(tuán)的PP產(chǎn)能和工藝吧~


中化集團(tuán)泉州石化1200萬噸/年煉油項(xiàng)目的20萬噸/年P(guān)P裝置采用unipol氣相流化床工藝,具有流程簡單、裝置操作靈活等特點(diǎn),該裝置設(shè)計(jì)產(chǎn)能為20萬噸/年,設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間為8000hr/a,裝置聚合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷25t/hr,操作彈性為正常負(fù)荷的60-110%,擠壓造粒系統(tǒng)的最大負(fù)荷為聚合系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷的130%,裝置以生產(chǎn)均聚產(chǎn)品為主,共涵蓋52個(gè)牌號(hào)。目前已在生產(chǎn)L5E89拉絲料的基礎(chǔ)上,相繼開發(fā)LH7714-12/16注塑料、L5D89/L5D98/H3030膜料、H5250R/H5380R纖維料等多款產(chǎn)品,其中纖維料H5380R可作為生產(chǎn)口罩的S層的無紡布和其他衛(wèi)生材料的原料。


正在火熱建設(shè)中的中化泉州100萬噸/年乙烯及煉油改擴(kuò)建項(xiàng)目的35萬噸/年P(guān)P裝置采用Unipol氣相法聚合工藝技術(shù),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力35萬噸/年,年操作時(shí)間8000小時(shí),引進(jìn)牌號(hào)223個(gè),產(chǎn)品覆蓋均聚、無規(guī)和抗沖共聚三類聚丙烯產(chǎn)品。PP裝置以上游乙烯裂解裝置的丙烯和乙烯作為原料,采用第六代CONSISTA催化劑,可生產(chǎn)均聚、無規(guī)共聚、抗沖共聚產(chǎn)品。其中,抗沖共聚產(chǎn)品的乙烯含量可高達(dá)17%(橡膠含量大于30%)具有優(yōu)異的性能。產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣闊,基本能滿足國內(nèi)現(xiàn)聚丙烯加工行業(yè)各類原料需求。


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關(guān)于防疫口罩的那些事

雖然口罩種類繁多,款式層出不窮,但防疫口罩主要分為兩類:醫(yī)用外科口罩和N95口罩。


醫(yī)用外科口罩大家應(yīng)該不陌生,根據(jù)國家YY 0469-2004《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)到以下幾個(gè)重要指標(biāo):


?過濾效率: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)μm氯化鈉氣溶膠的過濾效率不低于30%;


?細(xì)菌過濾效率:在規(guī)定條件下,對(duì)平均顆粒直徑為(3±0.3)μm的金黃色葡萄球菌氣溶膠的過濾效率不低于95%;


呼吸阻力:在過濾效率流量條件下,吸氣阻力不超過49Pa,呼氣阻力不超過29.4Pa。



這其中保證細(xì)菌過濾效果的標(biāo)準(zhǔn)就是第二條,金黃色葡萄球菌細(xì)菌氣溶膠過濾效率不低于95%,這也就是N95概念的由來。


醫(yī)用外科口罩,在制作材料上由三層無紡布制成。分別為紡粘無紡布+熔噴無紡布+紡粘無紡布。醫(yī)用外科口罩外層具有防飛沫設(shè)計(jì),中層過濾,內(nèi)存吸濕。


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而目前大熱的N95口罩,并非傳統(tǒng)意義上的醫(yī)用口罩,但因其過濾效率滿足95%的標(biāo)準(zhǔn),且能更好地貼合人體面部,所以也能起到很好的病毒預(yù)防作用。


而讓N95口罩和醫(yī)用口罩起到病毒過濾作用的主要材料就是極細(xì)密且?guī)ъo電的內(nèi)層過濾布——熔噴無紡布。

熔噴無紡布主要材質(zhì)是聚丙烯,是一種超細(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紡布后,會(huì)被靜電吸附在無紡布表面,無法透過。


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)破壞靜電的吸塵能力。適合口罩的熔噴過濾級(jí)別有:普通級(jí)、BFE95(濾效95%)、BFE99(濾效99%)、VFE95(濾效99%)、PFE95(濾效99%)、KN90(濾效90%)。


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同時(shí)其N95杯型口罩由針刺棉、熔噴布及無紡布組成,其熔噴布通常采用40克重甚至更高,再加上針刺棉的厚度,所以外觀上看起來比平面口罩更厚一些,其防護(hù)效果至少能達(dá)到95%。


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總而言之,N95火起來并不是毫無根據(jù)的,人家實(shí)實(shí)在在的能夠抗疫啊。





防疫口罩的幕后大佬

既然知道了起到病毒過濾作用的主要材料是熔噴無紡布,熔噴無紡布主要材質(zhì)是聚丙烯,那么,小化就帶你們好好聊聊這個(gè)聚丙烯。


聚丙烯,英文名Polypropylene,簡稱PP。


聚丙烯是由丙烯+丙烯(均聚)、丙烯+乙烯(共聚)或丙烯+乙烯+丁烯(三元共聚)聚合而得的一種熱塑性樹脂,是最常見的塑料之一,屬于熱塑性樹脂,是五大通用樹脂之一。外觀為白色半透明粒料,無味、無毒,由于晶體結(jié)構(gòu)規(guī)整,具備易加工、抗沖擊強(qiáng)度、抗撓曲性以及電絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其五大特性:


它的分子結(jié)構(gòu)與聚乙烯相似,但是碳鏈上相間的碳原子帶有一個(gè)甲基(–CH3)。


通常為半透明無色固體,無臭無毒。


由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化,故熔點(diǎn)高達(dá)167℃,耐熱且制品可用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點(diǎn)。


? 密度0.90g/cm3,是最輕的通用塑料。


? 耐腐蝕,抗張強(qiáng)度30MPa,強(qiáng)度、剛性和透明性都比聚乙烯好。


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醫(yī)療用口罩一般都是多層結(jié)構(gòu),一般簡稱為SMS結(jié)構(gòu)。


上下兩層均為熔體質(zhì)量流動(dòng)速率在33-41g/10min的均聚聚丙烯產(chǎn)品,中間熔噴層則需要更高熔指的熔噴纖維聚丙烯專用料(300-1900g/10min)為原料進(jìn)行熔融噴絲,所以說聚丙烯就是口罩的靈魂。


聚丙烯在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域不僅是口罩的原材料,因?yàn)槠?strong style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">耐高熱、耐輻射,因此醫(yī)學(xué)領(lǐng)域就運(yùn)用其特點(diǎn)制作醫(yī)護(hù)用品,如醫(yī)用無紡布、一次性手套等。






PP分類知多少

聚丙烯的分類相對(duì)復(fù)雜,可以按照單體種類、甲基位置、用途進(jìn)行劃分。


小化先說按照單體分類的情況。


按單體種類分為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯,均聚聚丙烯是指在聚丙烯主鏈上只有一種鏈節(jié),而共聚聚丙烯在主鏈上除丙烯鏈節(jié)外還分布著其它單體反應(yīng)后形成的鏈節(jié)。共聚聚丙烯在很大程度上可以改變聚丙烯的性能。丙烯和乙烯共聚的聚丙烯又可分為嵌段共聚和無規(guī)共聚兩種,其英文縮寫分別為PP-B和PP-R。



? PP-B是在單一的丙烯聚合后除去未反應(yīng)的丙烯,再與乙烯聚合而得到的,實(shí)際上是由聚丙烯、聚乙烯和末端嵌段共聚物組成的混合物,它既保持了一定程度的剛性,又提高了聚丙烯的抗沖擊性能,特別是低溫抗沖擊性能,但透明度和光澤度下降明顯。


? PP-R是將丙烯及乙烯單體混合在一起聚合,在聚合物主鏈上無規(guī)則地分布著丙烯單體或乙烯單體反應(yīng)后的鏈段。乙烯鏈段的存在使共聚物無法結(jié)晶,即使乙烯含量很少,也會(huì)使聚丙烯的結(jié)晶能力大大降低。


PP-R的特征是結(jié)晶度低、透明性好,較之均聚聚丙烯(PP-H),在同樣的熔體流動(dòng)速率情況下,PP-R的脆化溫度顯著降低,沖擊強(qiáng)度也有所提高。

按甲基位置分類,則有了以下三類。


按聚丙烯分子中甲基(-CH3)的空間位置不同分為等規(guī)、間規(guī)和無規(guī)三類。


? 等規(guī)聚丙烯(全同立構(gòu)聚丙烯),英文縮寫為IPP。


從立體化學(xué)來看,IPP分子中每個(gè)含甲基(-CH3)的碳原子都有相同的構(gòu)型,即如果把主鏈拉伸(實(shí)際呈線團(tuán)狀),使主鏈的碳原子排列在主平面內(nèi),則所有的甲基(-CH3)都排列在主平面的同一側(cè)。


? 間規(guī)聚丙烯,英文縮寫為SPP。


從立體化學(xué)來看,SPP分子中含有甲基(-CH3)的碳原子分為兩種不同構(gòu)型且交替排列,如把主鏈拉伸,使主鏈的碳原子排列在主平面內(nèi),則所有的甲基(-CH3)交替排列在主平面的兩側(cè)。SPP是高彈性的熱塑性塑料,有良好的拉伸強(qiáng)度,它可以像乙丙橡膠(15480, -185.00, -1.18%)那樣進(jìn)行硫化成為彈性體,機(jī)械性能優(yōu)于一般不飽和橡膠。


? 無規(guī)聚丙烯,英文縮寫為APP。


從立體化學(xué)來看,APP主鏈上所連甲基(-CH3)在主平面上下兩方呈無規(guī)則排列。



最后,按照用途來說就簡單許多了,比如扁絲(窄帶)、纖維、薄膜、擠塑、吹塑、注塑等級(jí)別。


這么說來,聚丙烯的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛啊,具體都有什么呢?跟上小化的步伐,往下看!





聚丙烯的應(yīng)用

在應(yīng)用上,聚丙烯可使用在醫(yī)療/民用衛(wèi)生材料,如:醫(yī)用口罩、醫(yī)用防護(hù)服、醫(yī)療注射器、藥品容器、點(diǎn)滴袋、注射導(dǎo)管、濕巾、紙尿褲、衛(wèi)生巾等。

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也可使用在居家生活用品,如:整理箱、塑料水盆、兒童玩具、水杯、日常用品的容器、家電外殼等。

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在農(nóng)業(yè)、漁業(yè)及食品工業(yè)也有應(yīng)用,如:制作溫室氣蓬、地膜、培養(yǎng)瓶、農(nóng)具、魚網(wǎng)等,制作食品周轉(zhuǎn)箱、食品袋、飲料包裝瓶等。

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基建領(lǐng)域也是聚丙烯大顯身手的地方,如:工業(yè)管道、農(nóng)用水管、基建模板等。

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甚至汽車制造零部件,也有聚丙烯的身影,如:改性的聚丙烯可模塑成保險(xiǎn)杠、防擦條、汽車方向盤、儀表盤及車內(nèi)裝飾件等。

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聚丙烯電子及電氣工業(yè)器件:普遍用于電線電纜和其它電器的絕緣材料。


其實(shí),聚丙烯這種材料,早已遍布人們的生活,深入各行各業(yè)。


或許在你生活中的每個(gè)角落,都有它的身影。


來源:中化集團(tuán)(ID:sinochemgroup) 


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