在這場(chǎng)抗擊新型冠狀病毒的人民“戰(zhàn)疫”中，醫(yī)用口罩和防護(hù)服是不可或缺的防護(hù)物資，需求量巨大。但自2020年春節(jié)以來(lái)，作為醫(yī)用口罩和防護(hù)服核心材料的“熔噴無(wú)紡布”一直處于吃緊狀態(tài)，市場(chǎng)價(jià)格混亂。據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道，最緊張時(shí)，70萬(wàn)元人民幣仍然難以買(mǎi)到1噸可直接用于生產(chǎn)醫(yī)用外科口罩核心層的高性能“熔噴聚丙烯”（PP）材料。??
究其原因，一方面，高性能“熔噴聚丙烯”作為口罩和防護(hù)服的“心臟”，自身具有較高的品質(zhì)要求?！叭蹏娋郾狈雷o(hù)層除了應(yīng)具有優(yōu)良的機(jī)械阻擋功能外，還必須兼具優(yōu)異的靜電吸附性能，且這種靜電吸附性能要能夠長(zhǎng)期保持（不低于6個(gè)月），從而實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品的“高效低阻”特性；另一方面，為了實(shí)現(xiàn)“熔噴聚丙烯”的靜電吸附，其在制造過(guò)程中往往需要加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的“駐極母粒”。而“駐極母?！笨芍^“熔噴聚丙烯”核心中的核心，若不添加，“熔噴聚丙烯”無(wú)紡布將失去靜電吸附功能，防護(hù)性能大打折扣。目前，商用“駐極母?！眱H有無(wú)機(jī)“駐極母粒”（電荷存儲(chǔ)時(shí)間低于6個(gè)月）和有機(jī)小分子“駐極母?！保姾纱鎯?chǔ)時(shí)間6-36個(gè)月）兩種，但電荷存儲(chǔ)時(shí)間超過(guò)1年的高性能“駐極母?！遍L(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口，價(jià)格高昂。
為了解決高性能“駐極母?！痹隙倘奔伴L(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口的問(wèn)題，疫情爆發(fā)之初，云南大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院·藥學(xué)院就組織了學(xué)院的相關(guān)專(zhuān)家就“高性能熔噴聚丙烯”專(zhuān)用料進(jìn)行科技攻關(guān)。其中，王繼亮老師團(tuán)隊(duì)在大量相關(guān)研究及前期工作經(jīng)驗(yàn)（Nano Energy, 2020, 67, 104220; Chemical Engineering Journal, 2020, 389, 124483; Journal of Power Sources, 2019, 444, 227305; Composites Science and Technology, 2012, 72, 976）的基礎(chǔ)之上，提出了采用“超分子鎖定層”法將具有永久駐極性能（極化電荷可持續(xù)存儲(chǔ)）的有機(jī)大分子“駐極體”以分子狀態(tài)分散于聚丙烯，從而制備高性能“熔噴聚丙烯”高分子復(fù)合材料的創(chuàng)新技術(shù)。
經(jīng)過(guò)2個(gè)多月的努力與不斷探索，目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已完成“高性能熔噴聚丙烯”專(zhuān)用料的前期研發(fā)工作。經(jīng)學(xué)院組織技術(shù)委員會(huì)及企業(yè)相關(guān)專(zhuān)家就所開(kāi)發(fā)“熔噴聚丙烯”（HP-1500）及“高性能熔噴聚丙烯專(zhuān)用料”（MP-1500）的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，一致認(rèn)為，相關(guān)技術(shù)已成熟，具備產(chǎn)業(yè)化所需的所有技術(shù)條件。新型“高性能熔噴聚丙烯”高分子復(fù)合材料的研發(fā)、推廣與應(yīng)用彰顯了云南大學(xué)的學(xué)科特色和科技力量，同時(shí)也為緩解防疫物資緊張、降低相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本及地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了先進(jìn)技術(shù)和綠色方案。
HP-1500熔噴聚丙烯技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目 |
測(cè)試方法 |
單位 |
測(cè)試結(jié)果 |
外觀 |
目測(cè) |
— |
本色透明顆粒 |
熔融指數(shù) |
ASTM D-1238 230℃，2.16kg |
g/10min |
1500 |
熔點(diǎn) |
DSC |
℃ |
162 |
分子量分布 |
GPC |
—— |
2-4 |
揮發(fā)份 |
GB/T 2914 |
% |
<0.05 |
灰分 |
GB/T 9345.1 |
% |
<0.01 |
?
MP-1500駐級(jí)母粒主要技術(shù)指標(biāo)
項(xiàng)目 |
測(cè)試方法 |
單位 |
測(cè)試結(jié)果 |
外觀 |
目測(cè) |
--- |
灰黑色顆粒 |
堆積密度 |
GB/T 1636 |
g/mL |
0.5-0.6 |
熔點(diǎn) |
DSC |
℃ |
162-166 |
含水率 |
GB/T 6284 |
wt.% |
<0.15 |
初始靜電電壓 |
--- |
kV |
≧0.5 |
?
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