تولید ماسک پلی پروپیلن و بررسی مزایای آن
پلیپروپيلن (PPZ30S) يک ترموپلاستیک است که از پليمريزاسيون پروپيلن به‌دست می‌آيد و قابل بازيافت می‌باشد. مقاومت در برابر کشش، چگالی کم، بیرنگی، سختی، مقاومت در برابر اسيد و باز و حلال‌ها، از جمله ويژگیهای خاص PP محسوب می‌شود. در ادامه به نقش مهم این پلیمر در صنعت پزشکی و تولید انواع ماسک پلی پروپیلن می‌پردازیم.
پلی‌پروپیلن چیست؟ (پلی‌پروپیلن 552R)
پلی‌پروپیلن (PP) یکی از رایج‌ترین و پرفروش‌ترین ترموپلاستیک‌های مورد استفاده در جهان است. کاربرد پلی‌پروپیلن در پزشکی و طیف وسیعی از بسته‌بندی‌های پلاستیکی، قطعات پلاستیکی ماشین‌آلات و تجهیزات و حتی الیاف و منسوجات را شامل می‌شود. این پلیمر یک ترموپلاستیک سفت و سخت نیمه کریستالی است که برای اولین بار در سال 1951 پلیمریزه شد و امروزه به‌طور گسترده در طیف وسیعی از کاربردهای خانگی و صنعتی استفاده می‌شود. امروزه تقاضای جهانی برای پلی‌پروپیلن حدود 45 تن تخمین زده می‌شود و این رقم همچنان به‌طور تصاعدی در حال افزایش است.
یکی از مهم‌ترین کاربردهای پلی‌پروپیلن، به عنوان مواد اولیه در صنعت تولید تجهیزات پزشکی و محصولات یک بار مصرف پزشکی می‌باشد که نوع اختصاصی PP پزشکی برای این منظور در نظر گرفته شده است. در صورتی‌که از PP غیر پزشکی در تولید محصولات پزشکی استفاده شود، می‌تواند خطراتی را برای بیمار به همراه داشته باشد. به‌عنوان مثال مواد اولیه غیر پزشکی می‌تواند سرطان‌زا، حساسیت‌زا و تب‌زا و ناسازگار با بدن باشد. همچنین وجود برخی فلزات آزاد سنگین مانند کادمیوم، جیوه، سرب و کروم در برخی مواد اولیه غیر پزشکی برای بیمار خطرناک است.
موارد استفاده پلی‌پروپیلن
- مبلمان پلاستیکی
- کاربردهای اصطکاک کم، مانند چرخ دنده در ماشین‌آلات و وسایل نقلیه.
- محصولات پاک‌کننده
- سفید‌کننده‌ها
- محصولات کمک‌های اولیه
کاربرد پلی‌پروپیلن در پزشکی چه مزیتی دارد؟
دنیای پزشکی از خواص ضد آب پلی‌پروپیلن و همچنین استحکام انعطاف‌پذیر، مقاومت در برابر کپک، باکتری و خوردگی شیمیایی آن استفاده می‌کند. پلی‌پروپیلن می‌تواند در برابر روش‌های استریل کردن بخار مقاومت کند.
چند مورد از کاربرد پلی‌پروپیلن در پزشکی
- سرنگ‌ها
- ویال‌های پزشکی
- ظروف پتری
- ظروف قرص
- بطری‌های نمونه
- ماسک پلی پروپیلن
خواص مواد و انواع پلی‌پروپیلن
این ترموپلاستیک و پلیمر همه کاره به دلیل خواص بسیاری که دارد مانند: انعطاف‌پذیری، چگالی سبک‌تر و توانایی انطباق با طیف وسیعی از تکنیک‌های ساخت، محبوب هستند. تغییرات مختلف در پلی‌پروپیلن باعث شده است که این ماده به عنوان “فولاد” صنعت پلاستیک شناخته شود؛ زیرا می‌توان از آن به روش‌های مختلفی استفاده کرد و دست‌کاری کرد.
دو نوع اصلی ترموپلاستیک پلی‌پروپیلن چیست؟
- هموپلیمرها
- کوپلیمرها
هموپلیمرها فقط حاوی مونومرهای پروپیلن به شکل نیمه کریستالی هستند. مصارف اصلی شامل منسوجات، بسته‌بندی، لوله‌ها، قطعات پزشکی و کاربردهای الکتریکی است.
کوپلیمرها به کوپلیمرهای تصادفی و کوپلیمرهای بلوکی تقسیم می‌شوند که از پلیمریزاسیون پروپن و اتن با هم تولید می‌شوند. کوپلیمرها حاوی مقادیر بیشتری اتیلن هستند که منجر به افزایش خواص مطلوب در پلی‌پروپیلن می‌شود. آن‌ها نرم‌تر از هموپلیمرها هستند اما مقاومت ضربه‌ای بهتری دارند.
پلی‌پروپیلن می‌تواند هم به عنوان یک نوع پلاستیکی و هم به‌عنوان فیبر از ترموپلاستیک عمل کند. این اجازه می‌دهد تا طیف وسیعی از کاربردها افزایش یابد. می‌توان از آن به عنوان الیاف استفاده کرد، برای مثال در ساخت کیف‌های تبلیغاتی و وسایل خرید. این پلی‌پروپیلن نرم، چکش‌خوار و دارای نقطه ذوب نسبتاً پایینی است که استفاده از آن را در فرآیند قالب‌گیری تزریقی، جایی که به‌صورت گلوله عرضه می‌شود، بسیار آسان می‌کند. همچنین به دلیل ویسکوزیته مذاب کم، جریان خوبی دارد.
آیا ماسک پلی‌پروپیلن ایمن است؟
در حالی‌که برخی از مواد شیمیایی بالقوه سمی در ساخت پلی‌پروپیلن استفاده می‌شود، به‌طور کلی به‌عنوان یک محصول نهایی ایمن در نظر گرفته می‌شود و معمولاً در بسته‌بندی‌های پلاستیکی که شامل محصولات غذایی و نوشیدنی و لوازم پزشکی است استفاده می‌شود. در حالی‌که بسیار دوست‌دار محیط زیست در نظر گرفته نمی‌شود؛ به دلیل مشکلاتی که در فرایند بازیافت وجود دارد، اقلام ساخته شده از پلی‌پروپیلن را می‌توان با خیال راحت دوباره استفاده کرد و به اندازه کافی قوی است که در برابر سایش و پارگی معمولی برای مصارف چند باره مقاومت کند. پس بله ، استفاده از ماسک پلی پروپیلن برای سلامتی ضرری ندارد.
نتیجه‌گیری
از پلی‌پروپیلن هموپلیمر در صنعت پزشکی استفاده می‌شود.
به منظور بهبود خواص پلی‌پروپیلن (PP)، از برخی الاستومرها و پرکننده‌ها استفاده می‌شود. در این تحقیق، اثر پرکننده‌ها و الاستومرهای مختلف بر روی خواص مکانیکی پلی‌پروپیلن بررسی گردید. خواص ضربه‌پذیری و قدرت کششی پلی‌پروپیلن از طریق افزودنی‌های معدنی و پلیمری تقویت می‌گردند. همچنین این افزودنی‌ها خواص حرارتی پلی‌پروپیلن را بهبود می‌بخشند. افزودن پلی‌اتیلن سبک (LDPE)، پلی‌اتیلن سنگین (HDPE) یا کوپلیمر استایرن-بوتادین-استایرن (SBS)، خواص ضربه‌پذیری پلی‌پروپیلن را تقویت می‌نمایند. در ضمن کوپلیمر پروپیلن-اتیلن از نظر خواص مکانیکی نسبت به مخلوط فیزیکی پلی‌پروپیلن با پلی‌اتیلن بسیار مقاوم‌تر است. کوپلیمر اتیلن-وینیل استات (EVA) خواص چاپی پلی‌پروپیلن را بهبود می‌بخشد. همچنین کربنات کلسیم که با عامل جفت‌کننده تیتانات اصلاح شده است، خواص پلی‌پروپیلن را بهبود می‌دهد. نتایج آزمایشات نشان می‌دهد کوپلیمر استایرن-بوتادین-استایرن(SBS) بیش از کوپلیمر اتیلن-وینیل‌استات (EVA) خواص مکانیکی پلی‌پروپیلن را بهبود می‌بخشد. در نهایت خواص مکانیکی ترکیب‌های پلی‌پروپیلن کوپلیمر بررسی گردید که نتایج نشان‌دهنده بهبود خواص مکانیکی این ترکیبات نسبت به ترکیبات پلی‌پروپیلن است.
پلی‌پروپیلن در صنعت تولید ماسک
ماسک پلی پروپیلن پزشکی شامل سه لایه است. این لایه‌ها عبارتند از: دو لایه جانبی تهیه شده از منسوج بی‌بافت پلی‌پروپیلن با تکنولوژی Spunbond و یک لایه میانی ساخته شده از منسوج بی‌بافت پلی‌پروپیلن با تکنولوژی Meltblown که بر روی هم لمینیت شده است.
لایه Meltblown در ماسک پلی پروپیلن
لایه Meltblown با قابلیت ذخیره بار الکتریسته ساکن به عنوان مانعی در برابر عبور ذرات عمل می‌کند و در فضای بین دو لایه Spunbond قرار گرفته است. این لایه یکی از قسمت‌های مهم در ماسک می‌باشد که نقش فیلتر را ایفا می‌کند. لایه Meltblown از فیلامنت‌های منقطع پلی‌پروپیلن تولید می‌شود. ظرافت هر یک از این فیلامنت‌ها ۱ تا ۵ میکرون است. همین ویژگی باعث افزایش ویژگی نفوذناپذیری می‌شود. لایه Meltblown در ماسک به عنوان کاغذ فیلتر هم شناخته می‌شود. البته منظور از کاغذی بودن، یک لایه خشک و غیر منعطف نیست. بلکه این لایه نرم و انعطاف‌پذیر است.
لایه Meltblown نوعی پارچه بافته نشده با الیاف‌های فوق‌العاده ریز است. این محصول کرکی و نرم، می‌تواند روغن و میکروب‌ها را در خود جذب کند. در عین حال تنفس را سخت نمی‌کند. پس همزمان با فیلتر کردن هوا، می‌تواند اکسیژن مورد نیاز را به سمت مجاری تنفسی عبور دهد.
تفاوت بین Meltblown و دیگر منسوجات نبافته در درجه نرمی، پوشاندگی، شفافیت، تخلخل و به‌طور کلی در اندازه تارها است. از بارزترین خصوصیات این نوع پارچه‌ها ظرافت الیاف و قدرت نفوذناپذیری بالا در برابر مایعات می‌باشد. پلیمرهای مستقر شده باید جریان ذوب زیادی ایجاد کنند که بتوان به راحتی آن‌ها را کشید تا الیاف ریز تولید کنند. ویسکوزیته از ۱۵۰۰-۳۰۰ گرم در ۱۰ دقیقه متفاوت است.
Meltblown فرآیندی است برای تولید شبکه‌های الیاف‌دار یا کالاهای که مستقیماً از پلیمرها یا رزین‌ها با استفاده از هوا با شتاب بالا یا نیروی مشخص دیگری برای باریک کردن تارها استفاده می‌شود. فرآیند Meltblown یکی از جدیدترین و آخرین پیشرفت‌های فرآیندهای بدون بافت است. این فرآیند منحصربه‌فرد است زیرا تقریباً به‌طور انحصاری برای تولید میکروفیبرها نسبت به فیبرهایی با اندازه معمولی فیبرهای پارچه‌ای بیشتر به‌کار برده می‌شوند. قطر میکروفیبرهای Meltblown معمولاً در دامنه ۱ تا ۵ میکرون می باشد. اگر چه آن‌ها ممکن است به کوچکی ۰٫۱ میکرون و به بزرگی ۱۰ تا ۱۵ میکرون باشند.
Meltblown منسوج بی‌بافتی است که از پلی‌پروپیلن با شاخص ذوب بالا ساخته شده است. این پارچه از الیاف متقاطع زیادی تشکیل شده است که در جهت‌های تصادفی روی هم چیده شده‌اند. قطر فیبر از ۰٫۵ تا ۱۰ میکرون است و قطر فیبر حدود ۱/۳ قطر مو است.
برای تولید ماسک‌های استاندارد برای کادر پزشکی و سایر کارکنان در محیط‌های آلوده (پتروشیمی، صنایع سیمان، فولاد، آزمایشگاه‌ها) از این لایه نیز استفاده می‌شود. در واقع از دیگر ویژگی‌های لایه Meltblown ماسک، مقاومت آن در برابر مواد شیمیایی است. به‌طوری که این لایه علاوه بر فیلتر کردن میکروب‌ها، مانع از ورود آلاینده‌های شیمیایی به داخل مجاری تنفسی می‌شود.
لایه Spunbond
دو لایه Spunbond مانند اَلَک عمل می‌کنند و به‌صورت فیزیکی مانع عبور ذرات و ویروس‌ها می‌گردد.
Spunbond منسوجات از جنس پلی‌پروپیلن است. خاصیت و کیفیت آن در حد مصرف یک‌باره است. از این پارچه به عنوان پارچه یک‌بار مصرف، لایه سوزنی، نبافته Spun و نبافته نیز یاد می‌شود. اشتباهی که در مورد این محصول وجود دارد این است که اغلب تصور می‌کنند Spun یک نوع پارچه است. Spunای که در ماسک سه بعدی و دیگر ماسک‌های یک‌بار مصرف به کار می‌رود از الیاف پِرِس تهیه می‌شوند.
مشکل اصلی ماسک‌های یک‌بار مصرف Spun که دو لایه هستند، نفوذپذیری آن‌هاست. لایه Spun آب‌دوست است و با چند بار گریز از آب، رطوبت را جذب می‌کند اما رطوبت به برخورد به لایه Meltblown دفع می‌شود و اجازه عبور پیدا نمی‌کند. البته باید اشاره کرد که لایه های Spunbond آنتی‌یووی و آنتی‌باکتریال هستند و به ماسک لطافت می‌دهند تا ماسک زدن برای مصرف‌کننده آزار دهنده نشود.
دیدگاهتان را بنویسید