熔喷非织造

工艺原理

• 聚合物熔体从模头（die）的喷丝孔挤出（孔径约 0.2～0.4 mm）。
• 模头两侧有高速高温气流通道（"气刀"），喷出速度接近音速（200～300 m/s）、温度 200～300 ℃ 的热空气。
• 高速气流把刚挤出的熔体细流瞬间牵伸成极细的纤维（直径 1～5 μm）—— 牵伸倍数可达数千倍。
• 纤维在气流中被进一步拉伸、冷却，同时随机沉积在下方的成网帘（或滚筒）上 → 靠自身余热与缠结形成自粘合的非织造布。
• 特点：一步成布（纺丝 + 成网 + 粘合同时完成），无需后续加固。
• 与纺粘的区别：纺粘的牵伸是"机械/气流低速牵伸"（纤维 15～30 μm、强度高）；熔喷是"高速热气流超倍牵伸"（纤维 1～5 μm、强度低但极细）。

为什么熔喷布能过滤病毒

• 熔喷布过滤气溶胶（含病毒的飞沫核，约 0.1～1 μm）靠四种机理：
• —— 拦截（Interception）：颗粒随气流运动被纤维表面"刮"住（中等粒径）。
• —— 惯性碰撞（Impaction）：大颗粒因惯性偏离气流撞上纤维。
• —— 扩散（Diffusion）：极细颗粒（< 0.1 μm）布朗运动剧烈，随机撞上纤维。
• —— 静电吸附（Electrostatic attraction）（关键）：熔喷布经"驻极处理"带上静电荷 → 对颗粒产生库仑引力 → 大幅提高过滤效率。
• 最关键的一点：静电吸附使熔喷布可以在"不增加阻力（不加密）"的前提下把效率从 30%～50% 提高到 95% 以上 → 这是口罩能做到"高效低阻"的核心。
• 因此：口罩（N95/KN95/医用外科口罩）的核心层必须是"驻极熔喷布"。
• 注意：静电会衰减（受潮、遇酒精、长期存放会衰减）→ 口罩不能水洗、不能喷酒精、有保质期。

驻极处理

• 驻极（Electret）：让材料带上持久的静电荷（"永电体"）。
• 方法：
• —— 电晕充电（Corona charging）：用高压电晕放电（数万伏）把电荷注入纤维表面（最常用）。
• —— 摩擦充电、热极化充电、静电纺丝驻极（新兴）。
• 驻极母粒：在 PP 中加入驻极剂（如电气石、含氟化合物、受阻胺）→ 提高电荷密度与稳定性。
• 电荷衰减：湿度、温度、有机溶剂（酒精）都会加速电荷衰减 → 口罩储存要干燥，不能用酒精消毒。
• 检测：过滤效率（如 KN95 要求 ≥ 95% 的 NaCl 气溶胶过滤效率）与呼吸阻力（要求低）。

其他应用

• 空气过滤：空调滤芯、HEPA 滤材、空气净化器（与纺粘复合成 SMS 结构）。
• 液体过滤：水过滤、油水分离。
• 吸油材料：PP 熔喷布的疏水亲油性 → 吸油毡（海上溢油处理，可吸收自身重量数十倍的油）。
• 保暖：熔喷超细纤维絮片（轻、保暖）→ 3M 的 Thinsulate 类材料。
• 医疗卫生：手术衣、防护服（SMS：纺粘-熔喷-纺粘三层复合，兼顾强力与阻隔）。
• 电池隔膜、隔音材料、擦拭布。
• SMS 结构：Spunbond（外层，强力）+ Meltblown（中层，阻隔）+ Spunbond（外层，强力）—— 是医用防护材料的标准结构。

相关词条

• 纺粘非织造（fib-spunbond）
• 静电纺丝（fib-electrospinning）
• 超细纤维（fib-microfiber）
• 丙纶（fib-polypropylene）
• 口罩与防护材料