本文首发于微信公众号：上海图书馆；作者：朱慧。
2020年初，随着新冠病毒疫情的爆发，疯狂的口罩抢购热潮开始进入公众眼球。在各大电商平台的搜索框输入“口罩”，结果有几十万件商品，而功能分类更是达到十几种，各类标称“PM2.5防护” “隔离粉尘” “防霾”等防护功能的口罩看得人眼花缭乱。
这些口罩究竟能不能保护我们抵抗病毒呢？
从之前的媒体报道和国家相关机构的检测数据看，市场上琳琅满目的标称具有各类功能的口罩，产品质量真的是不尽如人意。就以防霾口罩质量举例：
2014年3月，中国消费者协会公布的对上海、安徽、重庆、宁波、哈尔滨等五地市场上销售的口罩产品开展比较试验结果显示，37款口罩产品中，仅有四成口罩初始过滤效率较好。
2015年5月，央视《每周质量报告》报道了上海市质量技术监督局对多款标称具有“PM2.5防护、防霾、防细颗粒物”等防护功能的口罩产品开展质量安全风险监测结果，仅有不到两成的口罩其防霾功效达到国家相关标准要求。
一次性使用医用口罩广泛应用于医务人员在非有创环境中使用，主要用于防止来自患者的病毒向医务人员传播，保护医务工作人员的安全。在这次新冠病毒疫情中也承担起保护大众的重要责任，属于Ⅱ类医疗器械产品，风险较高，如果质量不合格，会造成病毒的传染，危及医务人员和大众的健康。
- 口罩作为防护用品，如何分类?
从口罩的外观结构上讲，可以将口罩分为平面口罩、杯状口罩、折叠立体口罩、带呼气阀口罩、棉布插片式口罩、新风口罩等。
从佩戴方式上，可以分为挂耳式口罩和挂头式口罩两种。
从口罩应用场所上讲，口罩一般可以分为两大类，一般口罩和防护口罩。
从口罩所用材料上讲．可以分为纱布口罩、无纺布口罩、棉布加滤片式口罩、添加活性炭功能口罩等。
防护口罩按照防护对象的不同又可以分为日常防护型口罩、医疗用口罩、工业用口罩、煤矿专用口罩等。
具有颗粒物防护作用的口罩大都使用的过滤材料主要是无纺布。就过滤材料的生产而言，基本上多使用熔喷或者静电纺丝等方式，部分厂家能够通过驻极工艺在过滤材料上附加电荷，在不增加材料厚度和阻力的基础上提高材料的吸附能力。
目前常见的口罩为一次性无纺布口罩，其结构主要包括 内外层的纺粘层．中间夹心滤片层的熔喷布或者静电棉。
- 评价一个口罩质量的好坏，主要看哪些指标?
口罩质量的主要评价指标包括过滤效率、呼吸阻力和适配性等。
过滤效率是口罩的关键技术要求之一，表征防护口罩滤棉对颗粒物的防护能力。按照其防护对象的不同，防尘口罩的滤棉分为KN类和KP类。
过滤效率越好的材料，对颗粒物滤除的能力越好，相应的通过口罩材料吸入的空气中的颗粒物越少。对同一种材料，厚度和密度越大，对颗粒物的滤除能力越好，过滤效率越高，但相应的空气通过材料的阻力也越大。
呼吸阻力是评价口罩舒适性能的重要指标。防护口罩不仅应具有良好的防护性能，还必须具有良好的生理舒适性能。佩戴防护口罩会使佩戴者呼吸阻力增大，阻力增大的幅度会因个人的呼吸频率、深度和肺通气量的不同而不同，阻力过大可引起呼吸道机械性狭窄，氧耗增加呼吸困难，从而导致佩戴者工作能力降低。相反，防护口罩阻力越小，人体佩戴口罩呼吸时感觉就会越顺畅。
适配性指标考察佩戴过程中防护口罩与佩戴者脸面部的密合程度。口罩佩戴过程中，空气中的颗粒物会通过口罩材料、口罩罩体缝隙、口罩和人脸面部之间的空隙通过呼吸进入人体。这一指标在GB 2626-2006中，称为总泄漏率；在GB 19083-2010中，称为密合性：在《日常防护型口罩技术规范》中，这一指标称为防护效果。由于过滤效率、呼吸阻力、适配性都是评价口罩性能的关键性指标，在各主要国家和标准化组织所制定的防护口罩标准中，如日本的JIST 8151、美国的NIOSH，42 CFR Part 84、欧盟的EN 149和EN 143、澳大利亚/新西兰的AS/NZS 1716等标准中都有涉及。
- 如何评价不同企业生产的医用外科口罩对细菌气溶胶阻留效果？
采用人工发生细菌气溶胶和定量空气采样方法进行过滤效率测试。连续检测2004～2006年12个企业生产的医用外科口罩，其对细菌气溶胶过滤效率全部达标的企业只有6个；不同企业生产的医用外科口罩质量参差不齐。
导致口罩防护效果不合格的原因很多，其中最主要的有两个方面：
1．口罩使用的材料性能不达标。
2．口罩的适配性较低。
以防雾霾口罩的标准评价系统举例：
在防颗粒物性能方面，国家标准GB/T 32610-2016《日常防护型口罩技术规范》采用结合“过滤效率” ”防护效果”进行评价。口罩的防护效果依据空气质量指数分为4个等级，分别为A级(防护效果最高)，B级，C级和D级(防护效果最低)。各等级口罩分别适用不同污染程度的环境空气，如对于严重污染天气．需要佩戴A级口罩。
中国纺织品商业协会团体标准TAJ 100l-2015《PM2.5防护口罩》则采用”过滤效率” “总泄漏率”进行综合评价。
- 介绍几种熔喷布材料与新型加工技术：
防护口罩只能阻挡细菌病毒，却无法杀灭细菌病毒。在病毒流行期间，有些人即使佩戴了N95的防护口罩，还是会感染病毒，主要原因并不是口罩或者防护服的过滤效率低，而是在使用过程中，人们会不自觉的触摸口罩表面，使得手上就沾满了病毒细菌，如果再用手去触碰眼睛、鼻子、嘴巴等粘膜组织就可能感染病毒。
一种新型抗菌氯胺化合物改性聚丙烯熔喷过滤材料，通过接枝法使得2，4-二氨基-6-二烯丙基氨基-1，3，5-三嗪(NDAM)单体接枝到聚丙烯大分子链上，再将接枝反应后的改性聚丙烯经熔喷工艺制成熔喷过滤材料，然后进行氯漂处理，使氯离子替代PP-g-NDAM聚合物上的氢离子，由于氯离子遇水形成游离态氯，即活性氯，具有强氧化性，能够杀菌，从而使熔喷过滤材料具备抗菌性能。
与传统的抗菌材料不同，由于NDAM单体是通过接枝反应与聚丙烯聚合，而非粘合或喷洒的方式粘附在纤维表面，因此，不会由于移动，挤压，摩擦等原因发生脱落，影响抗菌性能，而且可以通过反复氯漂使该抗菌材料多次使用，提高了抗菌材料的使用寿命，在保证过滤效率的同时，能够杀灭细菌，可以大大降低感染率，更好的保护使用者的安全。
然而，实验发现，PP-g-NDAM的热稳定性差，当温度超过280°C时，PP-g-NDAM就会发生热降解。而通常情况下，熔喷的纺丝温度在320°C以上，由于温度过高，使得PP-g-NDAM大量发生热降解，聚合物熔体中出现大量的小分子，使得大分子间交联程度增加，熔体粘度增加，从而出现喷丝孔堵塞，断丝，拉伸不充分，料点等现象，严重影响熔喷材料性能，并大幅度降低熔喷试样的抗菌性能。
选用熔体指数MFI1500的聚丙烯切片为原料，可降低纺丝温度，使得纺丝温度能够控制在280°C以下，并调节空气压力，接收距离等参数，尽可能的提高熔喷试样性能。实验后发现，熔喷试样的性能有了明显的改善，纤维直径降低，断丝和料点现象明显减少，过滤效率有了较显著的提高。通过氯漂处理后，熔喷试样具有一定的抗菌性能。但熔喷试样的过滤效率和杀菌率离目标过滤效率≥95％，杀菌率≥99.9％差距较大。
对熔喷试样进行驻极处理，利用电晕法对熔喷试样加以30kv的电压，使熔喷试样中的纤维表面带上静电荷，过滤效率有了明显提高，有两组熔喷试样的过滤效率达到84.88％和80.08％，可见，驻极处理对于提高过滤效率有显著效果。在解决杀菌率问题上，通过提高引发剂含量，增加参加反应的NDAM含量比来提高接枝率，并在氯漂过程中，延长氯漂时间，使得氯离子充分取代氢离子，有效增加活性氯含量，最终，使得含有100％PP-g-NDAM的熔喷试样对大肠杆菌的杀菌率达到100％。
氯胺化合物抗菌剂是一种新型的抗菌剂。
利用接枝法使得大分子链上接枝抗菌基团从而实现对聚丙烯进行改性是目前国内较为先进的方法。
由改性的聚丙烯PP-g-NDAM切片通过熔喷工艺制成的熔喷试样具有高效快速稳定杀菌性能，若用于医用防护口罩的过滤层，将能更好的保护使用者的安全。该材料若能用于实际生产中，将具有广阔的市场前景，对于提高医用防护口罩防护性能具有重大意义。
康那香公司在1997年投入空气过滤材料的开发，其生产的能有效防范SARS病毒的非织材料高性能N95型口罩，是用聚丙烯熔喷非织追布经过静电加工制成的滤材制作而成。
纳米纤维直径、纳米纤维材料的厚度和不同熔喷材料对熔喷-静电纺-熔喷(MEM)纳米复合非织造材料过滤性能影响最大，通过复合一层很薄的纳米纤维膜(0.029～0.116 μm)，熔喷材料的过滤效率从38.100％提高到99.429％以上，品质因数提高近2倍，该材料能够有效拦截空气中的PM2.5和病毒等微小有害粒子，可应用于高性能防护口罩。
平面型荷电防病毒口罩的结构及基本性能：口罩由过滤层、口罩带及鼻夹组成，过滤层包括保护层、荷电吸附层和致密过滤层，其工作原理是通过正负电荷的相互吸引作用吸附病毒，通过机械截留作用截留微粒，性能检测表明，气流阻力、过滤效率、沾水等级及阻燃性能等性能指标完全符合医用防护口罩技术要求的规定，大肠杆菌噬菌体f2截留率大于99.99%。
- 普通百姓如何检验买的口罩的质量和真假？
1、看透光度：正规的熔喷布，纤维直径是1-3微米，这个细度下，高分子有取向发白现象，遮光性很好，不怎么透光，买到很透的，100%不合格口罩。当然如果是两层结构的也是100%假的！
2、中间层的熔喷层外观判断：熔喷层是很细的纤维做成的，纤维很白很细，通常25克的底层还有条形压纹，布面比较干涩，有静电吸附性，撕开有点像纸，比较脆，不过它是超拒水材料！假三层口罩中间层有的是卫生纸，这种可以加水测试出来。
3、简单的抗水实验：把平面口罩的蓝色的最外层撕下来，让中间层和底层形成一个U形漏斗形状，尽量多加水，放十几分钟看会不会漏，不会漏的话通常是熔喷布，因为熔喷布是很细的拒水纤维叠层在一起的，因此抗水效果很好。
4、如果你对手中的防护用品不放心，“共青团中央”平台提供“防护用品生产企业查询”的功能，可前往查询手中防护用品的来源和具体信息。
—— 参考文献 ——
专家解读口罩的质量判别及检测 ,《中国纤检》2016年1期
日常生活防护口罩质量标准对比分析,《中国纤检》2017年11期
平面型荷电防病毒口罩的结构及性能评价,《医疗卫生装备》2005年4期
MEM纳米复合非织造材料的过滤性能,《东华大学学报（自然科学版）》2014年2期
非织材料高性能口罩有效防范SARS,《产业用纺织品》2003年7期
抗菌氯胺化合物改性聚丙烯熔喷工艺及性能研究, 刘超，东华大学：纺织材料与纺织品设计
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