Весна — это не только подснежники и тёплая погода, но и начало сезона аллергии. Пыльца берёзы, ольхи и других растений невидимым облаком накрывает города.
Сегодня разбираемся, как работают «умные» сетки в медицинских масках, специальных москитных сетках и назальных фильтрах, позволяющие дышать полной грудью.
Пыльца под микроскопом
Размер частиц варьируется от 10 до 100 микрон. Для сравнения: точка в конце этого предложения может вместить в себя около 400–600 зёрен пыльцы.
Чтобы остановить такую крошку, нужен фильтр, который не просто преграждает путь, а действует избирательно. И здесь на сцену выходят полимеры.
Хотя медицинские маски или другие способы фильтрации воздуха не являются специализированным средством от аллергии, они способны задерживать крупные частицы пыльцы, облегчая симптомы.
Сахарная вата из полипропилена
Мы не просто так вспомнили популярный десерт. Самый эффективный фильтрующий слой в масках класса FFP2/FFP3 и современных HEPA-фильтрах сделан из специального полипропилена с ПТР 1200-1500 г/10 минут. Такой полипропилен получают пероксидной деструкцией или (что лучше с т.з. органолептики) полимеризацией на металлоценовых катализаторах. Фильтрующий слой производят по технологии Meltblown (мелтблаун), аналогичной производству сладости:
- Расплавленный полипропилен продавливается через фильеру с огромным числом микроскопических отверстий.
- Тончайшие струйки подхватываются потоком горячего воздуха, вытягиваются и застывают на конвейере, образуя нетканый материал, состоящий из микроволокон. Толщина их составляет 1-3 микрон.
- Из ультратонких нитей создаётся сложнейший «лабиринт». Пыльца просто физически не может пролететь сквозь него, запутываясь в слоях полимера.
Невидимый магнит
Если бы мы просто уменьшали отверстия в фильтре, через него стало бы невозможно дышать. Поэтому материал проходит процесс «электретирования» — ему придают статический заряд. Фильтрующий слой начинает работать как магнит: он не просто преграждает путь частицам, а притягивает их к волокнам.
Со временем электростатический заряд стекает, и способность к фильтрации ослабевает. Чтобы сохранить заряд, в состав полипропилена для Meltblown вводятся электретные добавки. К их числу относятся микронизированный титанат бария, стеараты магния и/или цинка, некоторые нуклеаторы. При их использовании образуются микропористые структуры внутри элементарных филаментов, а также формируются макродиполи, способствующие длительному удержанию статического заряда.
Невидимая сила полимеров помогает не только аллергикам, но и спасает здоровье врачам во время сезонных эпидемий, пожилым людям в местах, где сложно соблюдать социальную дистанцию и многим другим.
Всё о науке в СИБУРе — на сайте.
Познакомиться с работой центра прикладных разработок СИБУР Полилаб, специализациях площадок в городах присутствия, типах исследований и доступном оборудовании можно на платформе. Также на ресурсе доступны вебинары и обучающие курсы.