Navenda Xweseriya Ji bo Amûr û Materyalên Parastinê (CEPEM), 1280 Main St. W., Hamilton, ON, Kanada
Zencîreya jêrîn bikar bînin da ku guhertoya nivîsê ya tevahî ya vê gotarê bi heval û hevkarên xwe re parve bikin.bêtir hîn bibin.
Ajansên tenduristiya gelemperî pêşniyar dikin ku civak masûlkan bikar bînin da ku belavbûna nexweşiyên hewayê yên wekî COVID-19 kêm bikin.Dema ku mask wekî parzûnek bikêrhatî tevbigere, dê belavbûna vîrusê kêm bibe, ji ber vê yekê girîng e ku meriv karbidestiya parzûna perçeyê (PFE) ya maskê binirxîne.Lêbelê, lêçûnên bilind û demên dirêj ên ku bi kirîna pergalek PFE-ya kilît an jî girtina laboratuarek pejirandî ve girêdayî ye, ceribandina materyalên parzûnê asteng dike.Eşkere hewcedarî bi pergalek testa PFE ya "xweserî" heye;Lêbelê, standardên cihêreng ên ku ceribandina PFE ya maskên (bijîjkî) destnîşan dikin (mînak, ASTM International, NIOSH) di zelaliya protokol û rêwerzên wan de pir cûda dibin.Li vir, pêşkeftina pergal û rêbazek PFE ya "hundirîn" ji bo ceribandina masûlkan di çarçoweya standardên maskeya bijîjkî ya heyî de tê vegotin.Li gorî standardên navneteweyî yên ASTM, pergal aerosolên lateksê (mezinahiya binavkirî 0,1 μm) bikar tîne û analîzkerek lazerê bikar tîne da ku giraniya perçeyê li jor û jêrê ya materyalê maskê bipîve.Pîvana PFE-ê li ser cûrbecûr qumaş û maskeyên bijîjkî yên hevpar pêk bînin.Rêbaza ku di vê xebatê de hatî destnîşan kirin standardên heyî yên ceribandina PFE-ê pêk tîne, di heman demê de nermbûnek peyda dike ku bi guheztina hewcedariyên guheztinê û şert û mercên fîlterkirinê re were adaptekirin.
Ajansên tenduristiya giştî pêşniyar dikin ku nifûsa giştî maskeyan li xwe bikin da ku belavbûna COVID-19 û nexweşiyên din ên dilop û aerosolê bi sînor bikin.[1] Pêdiviya girtina masûlkan di kêmkirina veguheztinê de bi bandor e, û [2] destnîşan dike ku maskeyên civakê yên neceribandinî fîlterkirina kêrhatî peyda dikin.Di rastiyê de, lêkolînên modelkirinê destnîşan kirin ku kêmkirina veguheztina COVID-19 hema hema bi hilberîna hevgirtî ya bandorkeriya mask û rêjeya pejirandinê re têkildar e, û ev û tedbîrên din ên nifûsê di kêmkirina nexweşxane û mirinan de xwedî bandorek hevrêzî ne.[3]
Hejmara maskên bijîjkî û respiratorên pejirandî yên ku ji hêla lênihêrîna tenduristî û xebatkarên din ên pêşîn ve têne xwestin pir zêde zêde bûye, ji bo zincîreyên çêkirin û peydakirinê yên heyî, û dibe sedem ku hilberînerên nû zû ceribandin û pejirandina materyalên nû bikin.Rêxistinên wekî ASTM International û Enstîtuya Neteweyî ya Ewlehî û Tenduristiya Karkerî (NIOSH) ji bo ceribandina maskên bijîjkî rêbazên standardkirî pêş xistine;lêbelê, hûrguliyên van rêbazan pir cûda dibin, û her rêxistin standardên performansa xwe ava kiriye.
Karbidestiya parzûna parzûnê (PFE) taybetmendiya herî girîng a maskek e ji ber ku ew bi şiyana wê ya parzûnkirina pariyên piçûk ên wekî aerosolan ve girêdayî ye.Pêdivî ye ku maskên bijîjkî bi armancên PFE-ya taybetî [4-6] re bicivin da ku ji hêla saziyên birêkûpêk ên wekî ASTM International an NIOSH ve bêne pejirandin.Maskên neştergerî ji hêla ASTM ve têne pejirandin, û respiratorên N95 ji hêla NIOSH ve têne pejirandin, lê divê her du mask ji nirxên qutkirina PFE-ya taybetî derbas bibin.Mînakî, maskeyên N95 divê ji bo aerosolên ku ji pelikên xwê yên bi pîvana navînî ya hejmartina 0,075 μm pêk tên, %95 parzûnkirinê bi dest bixin, dema ku maskeyên neştergerî yên ASTM 2100 L3 divê ji bo aerosolên ku ji topên lateksê yên bi navgîniya Parzûna 0,1 μm pêk hatine %98 filtrasyonê bi dest bixin. .
Du vebijarkên yekem biha ne (> 1,000 $ her nimûneya ceribandinê, tê texmîn kirin ku ji bo alavên diyarkirî > 150,000 $ ye), û di dema pandemiya COVID-19 de, ji ber demên radestkirina dirêj û pirsgirêkên peydakirinê dereng hene.Mesrefa bilind a ceribandina PFE û mafên gihîştina tixûbdar - digel nebûna rêbernameyek hevgirtî ya li ser nirxandinên performansa standardkirî - hişt ku lêkolîner cûrbecûr pergalên ceribandinê yên xwerû bikar bînin, ku bi gelemperî li ser yek an çend standardên ji bo maskên bijîjkî yên pejirandî têne bingeh kirin.
Amûrên ceribandina materyalê maskê yên taybetî yên ku di wêjeya heyî de têne dîtin bi gelemperî dişibin standardên jorîn ên NIOSH an ASTM F2100 / F2299.Lêbelê, lêkolîner xwedî derfet in ku li gorî tercîhên xwe sêwiran an pîvanên xebitandinê hilbijêrin an biguhezînin.Mînakî, guhertinên di leza rûbera nimûneyê, rêjeya herikîna hewa/aerosolê, mezinahiya nimûneyê (herêmê), û pêkhateya pariyên aerosolê de hatine bikar anîn.Gelek lêkolînên vê dawiyê amûrên xwerû bikar anîne ku materyalên maskê binirxînin.Van amûran aerosolên klorîdê sodyûm bikar tînin û nêzî standardên NIOSH in.Ji bo nimûne, Rogak et al.(2020), Zangmeister et al.(2020), Drunic et al.(2020) û Joo et al.(2021) Hemî alavên çêkirî dê aerosolê klorîdê sodyûmê (pîvaniyên cihêreng) hilberînin, ku ji hêla barkirina elektrîkê ve tê bêbandorkirin, bi hewaya parzûnkirî ve tê rijandin û berbi nimûneya materyalê ve tê şandin, ku li wir pîvana perçeya optîkî, perçeyên kondenskirî yên cûrbecûr pîvandina berhevoka perçeyên hevgirtî [9, 14-16] Konda et al.(2020) û Hao et al.(2020) Amûrek bi vî rengî hate çêkirin, lê bêbandorkera barkirinê tê de nebû.[8, 17] Di van lêkolînan de, leza hewayê di nimûneyê de di navbera 1 û 90 L min-1 de diguhere (carinan ji bo tesbîtkirina bandorên herikînê/lezê);lê belê, leza rûberê di navbera 5,3 û 25 cm s-1 de bû.Mezinahiya nimûneyê di navbera ≈3.4 û 59 cm2 de diguhere.
Berevajî vê, li ser nirxandina materyalên maskê bi navgîniya alavên ku aerosolê latex bikar tînin, ku nêzî standarda ASTM F2100 / F2299-ê ye, hindik lêkolîn hene.Ji bo nimûne, Bagheri et al.(2021), Shakya et al.(2016) û Lu et al.(2020) Amûrek çêkir ku ji bo hilberîna aerosolê lateksê ya polystyrene, ku hate rijandin û şandin nimûneyên materyalê, ku li wir analîzatorên cûrbecûr yên perçeyan an analîzkerên mezinahiya perçeyên tevgerê yên şopandinê têne bikar anîn da ku pîvana girseyê were pîvandin.[18-20] Û Lu et al.Bêalîzerek barkirinê li jêr jeneratorê wan aerosolê hate bikar anîn, û nivîskarên her du lêkolînên din nekirin.Rêjeya herikîna hewayê ya di nimûneyê de jî hinekî guherî - lê di nav sînorên standarda F2299 de - ji ≈7.3 ber 19 L min-1.Leza rûyê hewayê ji hêla Bagheri et al.bi rêzê ve 2 û 10 cm s-1 (di nav rêza standard de) ye.Û Lu et al., û Shakya et al.[18-20] Herweha, nivîskar û Shakya et al.qadên lateksê yên cûrbecûr (ango, bi giştî, 20 nm heya 2500 nm) ceribandin.Û Lu et al.Bi kêmanî di hin ceribandinên xwe de, ew mezinahiya perçeya 100 nm (0.1 μm) ya diyarkirî bikar tînin.
Di vê xebatê de, em kêşeyên ku em di afirandina amûrek PFE-yê de ku bi qasî ku gengaz dibe li gorî standardên heyî yên ASTM F2100/F2299-ê re rû bi rû dimînin vedibêjin.Di nav standardên sereke yên populer de (ango NIOSH û ASTM F2100 / F2299), standarda ASTM di parameteran de nermbûnek mezin peyda dike (wek rêjeya herikîna hewayê) da ku performansa fîlterkirinê ya ku dibe ku bandorê li PFE di maskên ne-bijîjkî de bike lêkolîn bike.Lêbelê, wekî me Wekî ku destnîşan kir, ev nermbûn di sêwirana alavên weha de astek tevliheviyek zêde peyda dike.
Kîmyewî ji Sigma-Aldrich hatine kirîn û wekî ku tê bikar anîn.Monomera stirenê (≥99%) di nav stûnek camê de ku tê de hilberek înhîbîtor a aluminayê heye, ku ji bo rakirina tert-butylcatechol hatî çêkirin, tê paqij kirin.Ava deionized (≈0,037 µS cm–1) ji pergala paqijkirina avê Sartorius Arium tê.
100% pembû tevna sade (Muslin CT) bi giraniya binavkirî 147 gm-2 ji Veratex Lining Ltd., QC, û tevliheviya bamboo/spandex ji D. Zinman Textiles, QC tê.Materyalên din ên maskê yên berendam ji firotgehên qumaşê yên herêmî (Fabricland) têne.Di nav van materyalan de du qumaşên cuda yên 100% pembû (bi çapên cihêreng), yek qumaşê pembû/spandex, du qumaşên pembû/polyester (yek "gerdûnî" û yek "qumaşê sweater") û Pembûyek neqişandî/polîpropîlen tevlihevkirî ne. maddî pembû lêdana.Tablo 1 kurteyek taybetmendiyên qumaşê yên naskirî nîşan dide.Ji bo pîvandina alavên nû, maskên bijîjkî yên pejirandî ji nexweşxaneyên herêmî, di nav de ASTM 2100 Asta 2 (L2) û Asta 3 (L3; Halyard) maskên bijîjkî yên pejirandî û respiratorên N95 (3M) hatin wergirtin.
Ji her materyalê ku were ceribandin nimûneyek dorhêlî ya bi qasî 85 mm hat qut kirin;tu guhertinên din li ser materyalê nehatin kirin (mînak, şuştin).Ji bo ceribandinê qumaşê qumaşê li xwedan nimûneya cîhaza PFE bixin.Pîvana rastîn a nimûneya ku di têkiliyê de bi herikîna hewayê re ye 73 mm e, û materyalên mayî ji bo rastkirina nimûneyê têne bikar anîn.Ji bo maskeya berhevkirî, aliyê ku rûyê xwe digire ji aerosolê ya materyalê peydakirî dûr e.
Bi polîmerîzasyona emulsîyonê ve senteza qadên lateksê yên polystyrene anionîk ên monodisperse.Li gorî prosedûra ku di lêkolîna berê de hatî destnîşan kirin, reaksiyonê di moda nîv-heval a birçîbûna monomer de hate kirin.[21, 22] Ava deyonîzekirî (160 mL) bi 250 mL fîşekek binî ya bi sê stûyî ve zêde bikin û wê bixin nav hemamek rûn a tevlihev.Dûv re fîşek bi nîtrojenê hate paqij kirin û monomera stîrenê ya bê înhîbîtor (2,1 mL) li fîşeka paqijkirî û hejkirî hate zêdekirin.Piştî 10 hûrdeman li 70 °C, sodyum lauryl sulfate (0,235 g) ku di nav ava deionized (8 mL) de hatî hilweşandin, lê zêde bikin.Piştî 5 hûrdemên din, persulfat potassium (0,5 g) ku di ava deionized (2 mL) de hatî hilweşandin hate zêdekirin.Di nav 5 saetên pêş de, pompek sirincê bikar bînin da ku hêdî hêdî stîrenek bê înhîbîtor (20 mL) bi rêjeya 66 μL min-1 bixin nav flaskekê.Piştî ku înfuzyona stîrenê qediya, reaksiyonê 17 saetên din berdewam kir.Dûv re flask hate vekirin û sar kirin da ku polîmerîzasyon bi dawî bibe.Emulsiyona lateksê ya polystyrene ya sentezkirî li dijî ava deionîzekirî di lûleyek diyalîzê ya SnakeSkin de (3500 Da qutkirina giraniya molekulê) pênc rojan hate dîalîz kirin, û ava deionîzekirî her roj hate guheztin.Emulsiyonê ji lûleya dialîzê derxin û heta ku bikar bînin di sarincokê de di 4°C de hilînin.
Belavbûna ronahiya dînamîk (DLS) bi analyzerê Brookhaven 90Plus hate kirin, dirêjahiya pêla lazerê 659 nm, û goşeya dedektorê 90 ° bû.Ji bo analîzkirina daneyan, nermalava çareseriya perçeyê ya çêkirî (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation) bikar bînin.Rawestandina lateksê bi ava deyonîzekirî tê rijandin heya ku hejmara parçikan bi qasî 500 hezar hejmar di çirkeyê de (kcps) be.Mezinahiya parçikê wekî 125 ± 3 nm hate destnîşankirin, û polîdabeşbûna ragihandinê 0,289 ± 0,006 bû.
Analîzatorek potansiyela zeta ya ZetaPlus (Brookhaven Instruments Corp.) hate bikar anîn da ku nirxa pîvandî ya potansiyela zetayê di moda belavkirina ronahiyê de analîza qonaxê bigire.Nimûne bi lêzêdekirina perçeyek lateksê li çareseriyek 5 × 10-3 m NaCl hate amade kirin û dîsa suspensiona lateksê hate rijandin da ku bigihîje jimareyek parçikê ya bi qasî 500 kcps.Pênc pîvandinên dubare (her yek ji 30 rêvekirinê pêk tê) hatin kirin, di encamê de nirxek potansiyela zeta ya -55,1 ± 2,8 mV, ku xeletî veguheztina standard a nirxa navînî ya pênc dubareyan temsîl dike.Van pîvandinan destnîşan dikin ku pirçik bi rengek neyînî barkirî ne û suspensionek domdar pêk tînin.Daneyên potansiyela DLS û zeta dikarin di tabloyên agahdariya piştgirî S2 û S3 de werin dîtin.
Me alavan li gorî standardên Navneteweyî yên ASTM-ê çêkir, wekî ku li jêr tê diyar kirin û di Xiflteya 1-ê de tê xuyang kirin. Modula atomkirina Blaustein-ê ya yek-jet (BLAM; CHTech) jeneratorê aerosolê ji bo hilberîna aerosolên ku tê de topên lateksê hene tê bikar anîn.Avêra hewayê parzûnkirî (ji hêla GE Healthcare Whatman 0,3 μm HEPA-CAP û 0,2 μm fîlterên POLYCAP TF bi rêz ve hatî wergirtin) bi zextek 20 psi (6,9 kPa) dikeve nav jeneratorê aerosolê û beşek ji 5 mg L-1 atomî dike. suspension Şîrk bi pompeya sirincê (KD Scientific Model 100) di gogêya lateksê ya amûrê de tê derzî kirin.Parçeyên şil ên aerosolkirî bi derbasbûna herikîna hewayê ku ji jeneratorê aerosolê di nav veguhezkarek germê ya tubular de dihêlin têne hişk kirin.Veguhezkara germê ji birînek boriyek pola zengarnegir a 5/8" bi kulek germkirinê ya 8 lingê dirêj pêk tê.Hilberîna 216 W (BriskHeat) e.Li gorî pîvana wê ya verastkirî, hilbera germkerê ji% 40 ya nirxa herî zêde ya cîhazê (≈86 W) tête danîn;ev germahiya dîwarê derve ya navînî 112 °C çêdike (veguheztina standard ≈1 °C), ku ji hêla pîvandina termocoupê ya li ser rûyê erdê (Taylor USA) ve tê destnîşankirin.Wêneyê S4 di agahdariya piştgirî de performansa germkerê kurt dike.
Dûv re pariyên atomî yên hişkkirî bi hêjmarek mezin a hewaya parzûnkirî re têne tevlihev kirin da ku bigihîje rêjeya herikîna hewayê ya tevahî 28,3 L min-1 (ango, 1 lingê kûp di hûrdemê de).Ev nirx hate hilbijartin ji ber ku ew rêjeya herikîna rast a amûra analîzkera lazerê ya ku li jêrzemîna pergalê nimûne ye.Herikîna hewayê ku pariyên lateksê hildigire ji yek ji du odeyên vertîkal ên wekhev (ango lûleyên pola zengarnegir bi dîwarên nerm) tê şandin: jûreyek "kontrol" bêyî materyalê maskê, an jûreyek "nimûne" ya dorvekirî ku tê veqetandin. Xwediyê nimûneyê. li derveyî qumaşê tê xistin.Dirêjahiya hundurê her du jûreyan 73 mm e, ku bi pîvana hundurê xwedêgira nimûneyê re têkildar e.Xwediyê nimûneyê zengilên xêzkirî û pêlên pêvekirî bikar tîne da ku materyalê maskê bi hişkî veşêre, û dûv re çîçeka veqetandî têxe nav valahiya jûreya nimûneyê, û wê di cîhazê de bi gûz û girêkên gomî ve zexm bike (Wêne S2, agahdariya piştgirî).
Pîvana nimûneya qumaşê ya di têkiliyê de bi hewayê re 73 mm e (qada = 41,9 cm2);ew di dema ceribandinê de di odeya nimûneyê de tê girtin.Herikîna hewayê ya ku ji jûreya "kontrol" an "nimûneyê" derdikeve tê veguheztin analîzatorek lazerê (pergala pîvandina parçikan LASAIR III 110) ji bo pîvandina hejmar û hûrgelê ya perçeyên lateksê.Analîzatora parçikê sînorên jêrîn û jorîn ên berhevdana parçikan, bi rêzê ve 2 × 10-4 û ≈34 perçe li ser lingê kûp (7 û ≈ 950 000 perçe li ser lingê kûpek) diyar dike.Ji bo pîvandina hûrbûna pariyên lateksê, kombûna parçikê di "qutikekê" de bi sînorek jêrîn û sînorê jorîn 0.10-0.15 μm, ku bi mezinahiya texmînî ya perçeyên lateksê yên di aerosolê de têkildar e, tê ragihandin.Lêbelê, mezinahiyên din dikarin werin bikar anîn, û çend çîp dikarin di heman demê de bêne nirxandin, bi mezinahiya perçeyê herî zêde 5 μm.
Amûr di heman demê de alavên din jî vedihewîne, wek alavên ji bo şuştina jûreyê û analîzkera perçeyan bi hewaya paqijkirî ya paqij, û her weha valves û amûrên pêwîst (Wêne 1).Tevahiya nexşeyên lûle û amûrkirinê di Figure S1 û Tablo S1 ya agahdariya piştgirî de têne destnîşan kirin.
Di dema ceribandinê de, suspensiona lateksê bi leza herikîna ≈60 heta 100 μL min-1 di jeneratorê aerosolê de hate derzî kirin da ku hilberek perçek bi îstîqrar bidomîne, bi qasî 14-25 perçe per santîmetre kûp (400 000-per santîmetre kûp) 700 000 perçe).Pî) di binek bi mezinahiya 0,10-0,15 μm.Ev rêza rêjeya herikînê pêdivî ye ji ber ku guheztinên dîtbar di berhevoka pariyên lateksê de li jêrzemîna jeneratorê aerosolê, ku dibe ku ji guheztinên di hêjeya suspensiona lateksê ya ku ji hêla xefika şilavê ya jeneratorê aerosolê ve hatî girtin ve girêdayî be.
Ji bo pîvandina PFE ya nimûneyek qumaşê ya diyarkirî, aerosolê perçeya lateksê pêşî di nav odeya kontrolê de tê veguheztin û dûv re jî berbi analîzkera perçeyê ve tê rêve kirin.Bi domdarî hûrbûna sê parçikan li pey hev bipîvin, her yek deqîqeyek dirêj dike.Analîzatora parçikê di dema analîzê de navînî ya zemanan radigihîne, ango navînî ya pirtikan di deqîqeyek (28,3 L) nimûneyê de.Piştî girtina van pîvandinên bingehîn ji bo damezrandina jimareyek domdar û rêjeya herikîna gazê, aerosol tê veguheztin jûreya nimûneyê.Dema ku pergal digihîje hevsengiyê (bi gelemperî 60-90 saniye), sê pîvandinên din ên yek-deqîqê li pey hev bi lez têne girtin.Van pîvandinên nimûneyê nîşaneya hûrgelên perçeyên ku di nimûneya qumaşê re derbas dibin destnîşan dikin.Dûv re, bi dabeşkirina herikîna aerosolê vegere odeya kontrolê, sê pîvandinên din ên giraniya parçikê ji odeya kontrolê hatin girtin da ku were verast kirin ku di tevahiya pêvajoya nirxandina nimûneyê de giraniya pariyên jorîn bi girîngî neguherî.Ji ber ku sêwirana her du jûreyan yek e - ji xeynî ku jûreya nimûneyê dikare xwedanê nimûneyê bihewîne - şert û mercên herikandinê yên di odeyê de wekî hev têne hesibandin, ji ber vê yekê giraniya pariyên di gazê de ji odeya kontrolê û jûreya nimûneyê derdikeve. dikare were berhev kirin.
Ji bo ku hûn jiyana amûra analîzkerê parçikan biparêzin û di nav her ceribandinê de perçeyên aerosolê yên di pergalê de derxînin, balafirek hewayê ya HEPA-ya parzkirî bikar bînin da ku piştî her pîvandinê analîzera perçeyê paqij bikin, û berî guheztina nimûneyan jûreya nimûneyê paqij bikin.Ji kerema xwe ji bo nexşeyek şematîkî ya pergala şûştina hewayê ya li ser cîhaza PFE, di agahdariya piştgiriyê de li Figure S1 binihêrin.
Ev hesab ji bo nimûneyek materyalek yek pîvanek PFE ya "dubarekirî" nîşan dide û bi hesabê PFE ya di ASTM F2299 de wekhev e (Hevkêşana (2)).
Materyalên ku di §2.1 de hatine destnîşan kirin bi aerosolên lateksê re bi karanîna alavên PFE-yê ku di §2.3 de hatî destnîşan kirin têne ceribandin da ku guncanbûna wan wekî materyalên maskeyê diyar bikin.Xiflteya 2 xwendinên ku ji analyzera berhevdana parçikan hatine wergirtin nîşan dide, û nirxên PFE yên qumaşên sweater û materyalên tîrêjê di heman demê de têne pîvandin.Sê analîzên nimûneyê bi tevahî du materyal û şeş dubare kirin.Eşkere ye, xwendina yekem di komek sê xwendinan de (bi rengek siviktir hatî vegirtin) bi gelemperî ji du xwendinên din cûda ye.Mînakî, xwendina yekem ji navgîniya her du xwendinên din ên di 12-15 sêqatên Xiflteya 2-ê de ji %5 zêdetir cûda dibe.Ev çavdêrî bi hevsengiya hewaya aerosolê ya ku di nav analyzera parçikê de diherike ve girêdayî ye.Wekî ku di Materyal û Rêbazan de hate nîqaş kirin, xwendinên hevsengiyê (kontrola duyemîn û sêyemîn û xwendinên nimûne) hatin bikar anîn da ku PFE bi rêzê di xêza 2-ê de di rengên şîn û sor ên tarî de hesab bikin.Bi tevayî, nirxa navînî ya PFE ya sê dubareyan ji bo qumaşê sweater 78% ± 2% û ji bo materyalê pembû 74% ± 2% e.
Ji bo pîvandina performansa pergalê, maskên bijîjkî yên pejirandî ASTM 2100 (L2, L3) û respiratorên NIOSH (N95) jî hatin nirxandin.Standarda ASTM F2100 karbidestiya parzûna parzûnê ya jêr-mîkronî ya pariyên 0.1 μm yên maskeyên asta 2 û asta 3 destnîşan dike ku bi rêzdarî ≥ 95% û ≥ 98% be.[5] Bi heman awayî, respiratorên N95 yên pejirandî yên NIOSH divê ji bo nanoparçeyên NaCl yên atomîkirî yên bi navgîniya navînî 0,075 μm karûbarek filtrasyonê ya ≥95% nîşan bidin.[24] Rengasamy et al.Li gorî raporan, maskên N95 yên wekhev nirxek PFE ya 99,84% -99,98%, [25] Zangmeister et al.Li gorî raporan, N95-a wan kêmasiyek filtrasyonê ya ji% 99.9 mezintir çêdike, [14] dema ku Joo et al.Li gorî raporan, maskên 3M N95% 99 PFE (300 nm pariyên), [16] û Hao et al.Rapora N95 PFE (parçeyên 300 nm) %94,4 e.[17] Ji bo du maskên N95 ku ji hêla Shakya et al.bi topên lateksê yên 0.1 μm, PFE hema hema di navbera 80% û 100% de daket.[19] Dema ku Lu et al.Ji bo nirxandina masûlkeyên N95 kulîlkên lateksê yên heman mezinahî bikar tînin, PFE ya navîn% 93.8 tê ragihandin.[20] Encamên ku bi karanîna amûrên ku di vê xebatê de hatine destnîşan kirin destnîşan dikin ku PFE ya maskeya N95% 99,2 ± 0,1% e, ku bi piraniya lêkolînên berê re lihevhatinek baş e.
Di gelek lêkolînan de maskeyên cerrahî jî hatine ceribandin.Maskên cerrahî yên Hao et al.PFE (parçeyên 300 nm) ji% 73,4 nîşan da [17] dema ku sê maskên cerrahî ji hêla Drewnick et al ve hatine ceribandin.PFE-ya hilberandin ji nêzîkê 60% heya hema 100% diguhere.[15] (Maskeya paşîn dibe ku modelek pejirandî be.) Lêbelê, Zangmeister et al.Li gorî raporan, kêmtirîn karîgeriya filtrasyonê ya du maskên neştergerî yên hatine ceribandin tenê hinekî ji% 30 bilindtir e, [14] ji maskên cerrahî yên ku di vê lêkolînê de hatine ceribandin pir kêmtir e.Bi heman rengî, "maskeya cerahîya şîn" ku ji hêla Joo et al.Îspat bikin ku PFE (parçeyên 300 nm) tenê 22%.[16] Shakya et al.rapor kir ku PFE ya maskên neştergerî (bi karanîna 0.1 μm perçeyên lateksê) bi qasî 60-80% kêm bû.[19] Bi karanîna topên lateksê yên heman mezinahî, maskeya neştergerî ya Lu et al. encamek PFE ya navînî 80.2% derxist.[20] Di berhevdanê de, PFE ya maskeya L2 ya me 94,2 ± 0,6%, û PFE ya maskeya L3 94,9 ± 0,3%.Her çend ev PFE di wêjeyê de ji gelek PFE-yan derbas dibin, divê em zanibin ku hema hema ti astek pejirandî ya ku di lêkolîna berê de hatî behs kirin tune ye, û maskeyên me yên neştergerî pejirandina asta 2 û asta 3 wergirtine.
Bi heman awayê ku materyalên maskeya berendamê di Xiflteya 2-ê de hatine analîz kirin, sê ceribandin li ser şeş materyalên din hatin kirin da ku guncavbûna wan di maskê de were destnîşankirin û xebata cîhaza PFE nîşan bide.Xiflteya 3 nirxên PFE yên hemî materyalên ceribandinê xêz dike û wan bi nirxên PFE yên ku ji hêla nirxandina materyalên maskeya L3 û N95 ve hatî pejirandin berhev dike.Ji 11 maskên / materyalên maskeyên berendam ên ku ji bo vê xebatê hatine hilbijartin, cûrbecûr performansa PFE bi zelalî tê dîtin, ku ji ≈10% heya nêzî 100%, bi lêkolînên din, [8, 9, 15] û ravekerên pîşesaziyê re hevaheng e. Di navbera PFE û PFE de têkiliyek zelal tune.Mînakî, materyalên bi pêkhateya wekhev (du nimûneyên 100% pembû û muslina pembû) nirxên PFE yên pir cihêreng nîşan didin (bi rêzê, 14%, 54%, û 13%).Lê pêdivî ye ku performansa kêm (mînak, 100% pembû A; PFE ≈ 14%), performansa navîn (mînak, 70%/30% pembû/polîster; PFE ≈ 49%) û performansa bilind (mînak, Sweater Fabric; PFE ≈ 78%) Bi karanîna amûrên PFE yên ku di vê xebatê de têne diyar kirin, qumaşê bi zelalî dikare were nas kirin.Bi taybetî qumaşên sweater û materyalên pembûyê pir baş pêk anîn, digel ku PFE ji% 70 heya 80%.Materyalên weha yên performansa bilind dikarin bi hûrgulî bêne nasîn û analîz kirin da ku taybetmendiyên ku beşdarî performansa wan a filtrasyona bilind dibin fam bikin.Lêbelê, em dixwazin bi bîr bînin ku ji ber ku encamên PFE yên materyalên bi raveyên pîşesaziyê yên mîna (ango materyalên pembû) pir cûda ne, van daneyan destnîşan nakin ka kîjan materyal ji bo maskên kincê bi berfirehî bikêr in, û em niyeta wan nakin ku em taybetmendiyên xwe derxînin- kategoriyên maddî.Têkiliya performansê.Em mînakên taybetî peyda dikin da ku kalibrasyonê nîşan bidin, destnîşan bikin ku pîvandin tevahiya rêjeya karbidestiya filtrasyonê ya gengaz vedigire, û mezinahiya xeletiya pîvandinê dide.
Me van encamên PFE-yê bi dest xist da ku îspat bikin ku alavên me xwedan kapasîteyên pîvandinê, xeletiyek kêm e, û bi daneyên ku di wêjeyê de hatine bidestxistin re berhev dikin.Mînakî, Zangmeister et al.Encamên PFE yên çend qumaşên pembû yên birêkûpêk (mînak "Pimbû 1-11") (89 heta 812 têlên per inç) têne ragihandin.Di 9 ji 11 materyalan de, "berbiçavbûna filtrasyonê ya herî kêm" ji %0 heta %25 diguhere;PFE ya du materyalên din bi qasî 32%.[14] Bi heman awayî, Konda et al.Daneyên PFE yên du qumaşên pembû (80 û 600 TPI; 153 û 152 gm-2) têne ragihandin.PFE bi rêzê ve ji% 7 heya 36% û 65% heya 85% ye.Di lêkolîna Drewnick et al. de, di qumaşên pembûyê yên yek-tebeqe de (ango pembû, pembû girêk, moleton; 139–265 TPI; 80–140 gm–2), rêjeya materyalê PFE ji% 10 heta 30% e.Di lêkolîna Joo et al. de, materyalê wan 100% pembû xwedan PFE ya% 8 (parçeyên 300 nm) ye.Bagheri et al.Parçeyên lateksê yên polystyrene yên 0,3 heta 0,5 μm bikar anîn.PFE ya şeş materyalên pembû (120-200 TPI; 136-237 gm-2) hate pîvandin, ji %0 heya 20%.[18] Ji ber vê yekê, piraniya van materyalan bi encamên PFE yên sê qumaşên me yên pembû re (ango Veratex Muslin CT, Fabric Store Cottons A û B) re lihevhatinek baş in, û bi rêzdarî 13%, 14% 14% û karîgeriya wan a navînî ya filtrasyonê ye.54%.Van encaman destnîşan dikin ku di navbera materyalên pembû de cûdahiyên mezin hene û taybetmendiyên materyalê yên ku dibin sedema PFE-ya bilind (ango Konda et al. 600 TPI pembû; pembû me B) kêm têne fam kirin.
Dema ku van danberhevan dikin, em qebûl dikin ku dijwar e ku meriv di wêjeyê de materyalên ku di vê lêkolînê de hatine ceribandin de ku xwediyê heman taybetmendiyan (ango pêkhatina maddî, tevnkirin û tevnkirin, TPI, giranî, hwd.) hatine ceribandin, bi materyalên ku di vê lêkolînê de hatine ceribandin, bibînin, û ji ber vê yekê rasterast nikare were berhev kirin.Wekî din, cudahiya amûrên ku ji hêla nivîskaran ve têne bikar anîn û nebûna standardîzekirinê, çêkirina berhevdana baş dijwar dike.Lêbelê, diyar e ku têkiliya performans / performansa qumaşên asayî baş nayê fêm kirin.Materyal dê bi alavên standardkirî, nerm û pêbawer (wek alavên ku di vê xebatê de hatine vegotin) bêtir werin ceribandin da ku van têkiliyan diyar bikin.
Her çend di navbera yek dubareyek (0-4%) û nimûneyên ku sê caran hatine analîz kirin de xeletiyek statîstîkî ya tevahî (0-5%) heye, alavên ku di vê xebatê de têne pêşniyar kirin ji bo ceribandina PFE ya materyalên cihêreng amûrek bi bandor îsbat kir.Fabrîkên asayî heya maskeyên bijîjkî yên pejirandî.Hêjayî gotinê ye ku di nav 11 materyalên ku ji bo jimar 3 hatine ceribandin de, xeletiya belavbûnê σprop ji veguheztina standard di navbera pîvandinên PFE yên yek nimûneyê de, ango σsd ya 9 ji 11 materyalan derbas dike;ev her du îstîsna di nirxa PFE ya Pir bilind de pêk tên (ango maskeya L2 û L3).Her çend encamên ku ji hêla Rengasamy et al.Nîşan didin ku ferqa di navbera nimûneyên dubarekirî de piçûk e (ango, pênc dubarekirin <0,29%), [25] wan materyalên xwedan taybetmendiyên parzûnkirinê yên naskirî yên bilind ên ku bi taybetî ji bo çêkirina maskê hatine çêkirin lêkolîn kirin: dibe ku materyal bixwe yekrengtir be, û ceribandin jî ev e. qada qada PFE dibe ku bêtir hevgirtî be.Bi tevayî, encamên ku bi karanîna alavên me têne wergirtin bi daneya PFE û standardên pejirandinê yên ku ji hêla lêkolînerên din ve hatine wergirtin re hevaheng in.
Her çend PFE ji bo pîvandina performansa maskek nîşanek girîng e, di vê nuqteyê de divê em ji xwendevanan re bînin bîra xwe ku analîzek berfireh a materyalên maskê yên pêşerojê divê faktorên din jî bihesibîne, ango permebûna materyalê (ango, bi riya daketina zextê an ceribandina zexta cûda. ).Di ASTM F2100 û F3502 de rêzikname hene.Nefesbûna pejirandî ji bo rehetiya xwedan û pêşîgirtina rijandina keviya maskê di dema nefesê de pêdivî ye.Ji ber ku PFE û permebûna hewayê ya gelek materyalên hevpar bi gelemperî berevajî berevajî ye, pêdivî ye ku pîvana daketina zextê bi pîvana PFE re were kirin da ku performansa materyalê maskê bi tevahî were nirxandin.
Em pêşniyar dikin ku rêwerzên ji bo avakirina alavên PFE-yê li gorî ASTM F2299 ji bo başkirina domdar a standardan, hilberîna daneyên lêkolînê yên ku di navbera laboratuarên lêkolînê de bêne berhev kirin, û zêdekirina fîlterasyona aerosolê, pêdivî ye.Tenê xwe bispêrin standarda NIOSH (an F3502), ku amûrek yekane (TSI 8130A) diyar dike û lêkolîneran ji kirîna amûrên kilît (mînak, pergalên TSI) sînordar dike.Baweriya pergalên standardkirî yên wekî TSI 8130A ji bo pejirandina standarda heyî girîng e, lê ew pêşkeftina mask, respirator û teknolojiyên din ên filtrasyona aerosolê yên ku li dijî pêşkeftina lêkolînê ne sînordar dike.Hêjayî bibîrxistinê ye ku standarda NIOSH wekî rêbazek ji bo ceribandina respiratoran di bin şert û mercên dijwar ên ku dema ku ev amûr hewce ye, hate pêşdebirin, lê berevajî vê, maskên cerahî bi rêbazên ASTM F2100/F2299 têne ceribandin.Şêwe û şêwaza maskên civatê bêtir dişibin maskeyên neştergerî, ev nayê vê wateyê ku ew wekî N95 xwedan performansa kargêriya filtrasyonê ya hêja ne.Ger maskeyên neştergerî hîn jî li gorî ASTM F2100/F2299 têne nirxandin, pêdivî ye ku qumaşên asayî bi rêbazek nêzîkê ASTM F2100/F2299 were analîz kirin.Digel vê yekê, ASTM F2299 di pîvanên cihêreng de nermbûnek zêde dide (wek mînak rêjeya herikîna hewayê û leza rûkalê di lêkolînên kargêriya filtrasyonê de), ku dibe ku ew di hawîrdorek lêkolînê de standardek bilindtir a texmînî bike.
Dema postê: Tebax-30-2021