Центар за извонредност за заштитна опрема и материјали (CEPEM), 1280 Main St. W., Hamilton, ON, Канада
Користете ја врската подолу за да ја споделите целосната текстуална верзија на овој напис со вашите пријатели и колеги.научи повеќе.
Јавните здравствени агенции препорачуваат заедниците да користат маски за да го намалат ширењето на болести во воздухот како што е СОВИД-19.Кога маската делува како филтер со висока ефикасност, ширењето на вирусот ќе се намали, па затоа е важно да се оцени ефикасноста на филтрација на честички (PFE) на маската.Сепак, високите трошоци и долгите времиња поврзани со купување на PFE систем клуч на рака или ангажирање акредитирана лабораторија го попречуваат тестирањето на материјалите за филтрирање.Јасно е дека има потреба од „приспособен“ PFE тест систем;сепак, различните стандарди кои пропишуваат PFE тестирање на (медицински) маски (на пример, ASTM International, NIOSH) во голема мера се разликуваат во јасноста на нивните протоколи и упатства.Овде е опишан развојот на „внатрешен“ PFE систем и метод за тестирање на маски во контекст на тековните стандарди за медицински маски.Според меѓународните стандарди ASTM, системот користи аеросоли од латекс сфери (0,1 µm номинална големина) и користи ласерски анализатор на честички за мерење на концентрацијата на честички спротиводно и низводно од материјалот на маската.Изведете PFE мерења на различни вообичаени ткаенини и медицински маски.Методот опишан во ова дело ги исполнува тековните стандарди за PFE тестирање, истовремено обезбедувајќи флексибилност за прилагодување на променливите потреби и условите за филтрирање.
Јавните здравствени агенции препорачуваат општата популација да носи маски за да се ограничи ширењето на СОВИД-19 и други болести кои се пренесуваат со капки и аеросоли.[1] Условот за носење маски е ефикасен во намалувањето на преносот и [2] покажува дека непроверените маски на заедницата обезбедуваат корисно филтрирање.Всушност, студиите за моделирање покажаа дека намалувањето на преносот на СОВИД-19 е речиси пропорционално со комбинираниот производ на ефективноста на маската и стапката на усвојување, а овие и други мерки засновани на популација имаат синергистички ефект во намалувањето на хоспитализацијата и смртните случаи.[3]
Бројот на сертифицирани медицински маски и респиратори што ги бараат здравствените и другите работници во првите редови драстично се зголеми, што претставува предизвици за постоечките синџири на производство и снабдување и предизвикувајќи новите производители брзо да тестираат и да ги сертифицираат новите материјали.Организациите како што се ASTM International и Националниот институт за безбедност и здравје при работа (NIOSH) развија стандардизирани методи за тестирање медицински маски;сепак, деталите за овие методи варираат во голема мера, и секоја организација има воспоставено свои стандарди за изведба.
Ефикасноста на филтрација на честички (PFE) е најважната карактеристика на маската бидејќи е поврзана со нејзината способност да филтрира мали честички како што се аеросоли.Медицинските маски мора да исполнуваат специфични цели на PFE[4-6] за да бидат сертифицирани од регулаторни агенции како што се ASTM International или NIOSH.Хируршките маски се сертифицирани со ASTM, а респираторите N95 се сертифицирани од NIOSH, но и двете маски мора да поминат специфични вредности на исклучување на PFE.На пример, маските N95 мора да постигнат 95% филтрација за аеросоли составени од честички сол со просечен пречник од 0,075 µm, додека хируршките маски ASTM 2100 L3 мора да постигнат 98% филтрација за аеросоли составени од латекс топки со просечен дијаметар на филтерот од 0,1 µm .
Првите две опции се скапи (> 1.000 американски долари по примерок за тестирање, се проценува на > 150.000 долари за одредена опрема), а за време на пандемијата COVID-19, има доцнења поради долгите времиња на испорака и проблеми со снабдувањето.Високата цена на PFE тестирањето и ограничените права за пристап - во комбинација со недостатокот на кохерентни насоки за стандардизирани проценки на перформансите - ги наведоа истражувачите да користат различни приспособени системи за тестирање, кои често се засноваат на еден или повеќе стандарди за сертифицирани медицински маски.
Специјалната опрема за тестирање на материјалот за маска што се наоѓа во постоечката литература обично е слична на горенаведените стандарди NIOSH или ASTM F2100/F2299.Сепак, истражувачите имаат можност да изберат или променат дизајнот или работните параметри според нивните преференции.На пример, користени се промени во брзината на површината на примерокот, брзината на проток на воздух/аеросол, големината на примерокот (површината) и составот на честичките на аеросол.Многу неодамнешни студии користеа прилагодена опрема за оценување на материјалите за маски.Оваа опрема користи аеросоли на натриум хлорид и се блиску до стандардите на NIOSH.На пример, Рогак и сор.(2020), Зангмајстер и сор.(2020), Друниќ и сор.(2020) и Joo et al.(2021) Целата конструирана опрема ќе произведува аеросол на натриум хлорид (различни големини), кој се неутрализира со електричен полнеж, се разредува со филтриран воздух и се испраќа до примерокот на материјалот, каде што има оптичка големина на честички, кондензирани честички од различно мерење на Комбинираната концентрација на честички [9, 14-16] Конда и сор.(2020) и Хао и сор.(2020) Беше изграден сличен уред, но неутрализаторот за полнење не беше вклучен.[8, 17] Во овие студии, брзината на воздухот во примерокот варира помеѓу 1 и 90 L min-1 (понекогаш за да се детектираат ефектите на проток/брзина);сепак, брзината на површината била помеѓу 5,3 и 25 cm s-1 помеѓу.Се чини дека големината на примерокот варира помеѓу ≈3,4 и 59 cm2.
Напротив, има малку студии за евалуација на материјалите за маски преку опрема што користи латекс аеросол, што е блиску до стандардот ASTM F2100/F2299.На пример, Багери и сор.(2021), Шакја и сор.(2016) и Лу и сор.(2020) Конструирал уред за производство на аеросол од полистирен латекс, кој бил разреден и испратен до примероци на материјали, каде што биле користени различни анализатори на честички или анализатори за големина на честички со мобилност за скенирање за мерење на концентрацијата на честички.[18-20] И Лу и сор.Неутрализатор на полнеж бил користен низводно од нивниот аеросолен генератор, а авторите на другите две студии не.Стапката на проток на воздух во примерокот исто така малку се промени - но во границите на стандардот F2299 - од ≈7,3 на 19 L min-1.Брзината на површината на воздухот што ја проучувале Багери и сор.е 2 и 10 cm s–1 (во стандардниот опсег), соодветно.И Лу и сор., и Шакја и сор.[18-20] Покрај тоа, авторот и Шакја и сор.тестирани сфери од латекс со различни големини (т.е. севкупно, од 20 nm до 2500 nm).И Лу и сор.Барем во некои од нивните тестови, тие ја користат одредената големина на честички од 100 nm (0,1 µm).
Во оваа работа, ги опишуваме предизвиците со кои се соочуваме при создавањето на PFE уред што е во согласност со постоечките ASTM F2100/F2299 стандарди колку што е можно повеќе.Меѓу главните популарни стандарди (т.е. NIOSH и ASTM F2100/F2299), стандардот ASTM обезбедува поголема флексибилност во параметрите (како што е брзината на проток на воздух) за проучување на перформансите на филтрирање што може да влијае на PFE кај немедицинските маски.Сепак, како што ние Како што беше прикажано, оваа флексибилност обезбедува дополнително ниво на сложеност при дизајнирање на таква опрема.
Хемикалиите се купени од Сигма-Олдрич и користени како што се.Мономерот на стирен (≥99%) се прочистува преку стаклена колона која содржи отстранувач на инхибитор на алумина, кој е дизајниран да го отстранува терц-бутилкатехолот.Дејонизираната вода (≈0,037 µS cm–1) доаѓа од системот за прочистување на водата Sartorius Arium.
100% памучен обичен ткаен (Muslin CT) со номинална тежина од 147 gm-2 доаѓа од Veratex Lining Ltd., QC, а мешавината од бамбус/спандекс доаѓа од D. Zinman Textiles, QC.Другите материјали за маски за кандидати доаѓаат од локални продавачи на ткаенини (Фабрикленд).Овие материјали вклучуваат две различни ткаенини од 100% памучни ткаенини (со различни принтови), една памучна/спандекс плетена ткаенина, две плетени ткаенини од памук/полиестер (една „универзална“ и една „ткаенина за џемпер“) и неткаен памук/полипропилен измешан материјал за печење памук.Табела 1 покажува резиме на познати својства на ткаенината.Со цел да се мери новата опрема, сертифицирани медицински маски беа добиени од локалните болници, вклучувајќи ги и медицинските маски со сертификат ASTM 2100 Ниво 2 (L2) и Ниво 3 (L3; Halyard) и респираторите N95 (3M).
Од секој материјал што требаше да се тестира беше исечен кружен примерок со дијаметар од приближно 85 mm;не беа направени дополнителни модификации на материјалот (на пример, перење).Прицврстете ја јамката од ткаенината во држачот за примерок на уредот PFE за тестирање.Вистинскиот дијаметар на примерокот во контакт со протокот на воздух е 73 mm, а останатите материјали се користат за цврсто фиксирање на примерокот.За склопената маска, страната што го допира лицето е подалеку од аеросолот на испорачаниот материјал.
Синтеза на монодисперзни анјонски полистиренски латекс сфери со емулзија полимеризација.Според постапката опишана во претходната студија, реакцијата била спроведена во режим на полу-серија на мономерно гладување.[21, 22] Додадете дејонизирана вода (160 mL) во колба со три грла со тркалезно дно од 250 mL и ставете ја во када со масло за мешање.Колбата потоа беше прочистена со азот и во прочистената, измешана колба беше додаден мономер на стирен без инхибитор (2,1 mL).По 10 минути на 70 °C, додадете натриум лаурил сулфат (0,235 g) растворен во дејонизирана вода (8 mL).По уште 5 минути, се додава калиум персулфат (0,5 g) растворен во дејонизирана вода (2 mL).Во текот на следните 5 часа, користете пумпа за шприц за полека да вбризгувате дополнителен стирен без инхибитор (20 mL) во колбата со брзина од 66 µL min-1.По завршувањето на инфузијата со стирен, реакцијата продолжила уште 17 часа.Потоа колбата беше отворена и изладена за да се заврши полимеризацијата.Синтетизираната емулзија од полистирен латекс беше дијализирана против дејонизирана вода во епрувета за дијализа SnakeSkin (отсек со молекуларна тежина 3500 Da) пет дена, а дејонизираната вода се заменуваше секој ден.Извадете ја емулзијата од епруветата за дијализа и чувајте ја во фрижидер на 4°C до употреба.
Динамичкото расејување на светлината (DLS) беше изведено со анализаторот Brookhaven 90Plus, брановата должина на ласерот беше 659 nm, а аголот на детекторот беше 90 °.Користете го вградениот софтвер за решение за честички (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation) за да ги анализирате податоците.Суспензијата од латекс се разредува со дејонизирана вода додека бројот на честички не биде приближно 500 илјади брои во секунда (kcps).Големината на честичката беше одредена да биде 125 ± 3 nm, а пријавениот полидисперзитет беше 0,289 ± 0,006.
За да се добие измерената вредност на зета-потенцијалот во режимот на расејување на светлината во фазната анализа, се користеше анализатор на зета потенцијал ZetaPlus (Brookhaven Instruments Corp.).Примерокот беше подготвен со додавање на одреден дел од латекс во раствор од 5 × 10-3 m NaCl и повторно разредување на суспензијата од латекс за да се постигне број на честички од приближно 500 kcps.Беа извршени пет повторени мерења (секое се состои од 30 вртења), што резултираше со зета потенцијална вредност од -55,1 ± 2,8 mV, каде што грешката го претставува стандардното отстапување на просечната вредност на петте повторувања.Овие мерења покажуваат дека честичките се негативно наелектризирани и формираат стабилна суспензија.Податоци за DLS и зета потенцијал може да се најдат во придружните информативни табели S2 и S3.
Ја изградивме опремата во согласност со меѓународните стандарди ASTM, како што е опишано подолу и прикажано на слика 1. Модулот за атомизација на Blaustein со еден млаз (BLAM; CHTech) се користи за производство на аеросоли што содржат латекс топки.Филтрираниот проток на воздух (добиен преку филтрите GE Healthcare Whatman 0,3 µm HEPA-CAP и 0,2 µm POLYCAP TF во серија) влегува во генераторот на аеросол при притисок од 20 psi (6,9 kPa) и атомизира дел од 5 mg L-1 суспензија Течноста се инјектира во латекс топката на опремата преку пумпа за шприц (KD Scientific Model 100).Аеросолизираните влажни честички се сушат со поминување на струјниот воздух оставајќи го генераторот на аеросол низ цевчест разменувач на топлина.Разменувачот на топлина се состои од 5/8“ цевка од не'рѓосувачки челик намотана со грејна калем долга 8 метри.Излезот е 216 W (BriskHeat).Според неговиот прилагодлив бројчаник, излезот на грејачот е поставен на 40% од максималната вредност на уредот (≈86 W);ова произведува просечна температура на надворешниот ѕид од 112 °C (стандардно отстапување ≈1 °C), што се одредува со мерење на површински термоспој (Тејлор САД).Сликата S4 во придружните информации ги сумира перформансите на грејачот.
Исушените атомизирани честички потоа се мешаат со поголем волумен на филтриран воздух за да се постигне вкупна брзина на проток на воздух од 28,3 L min-1 (т.е. 1 кубна нога во минута).Оваа вредност е избрана затоа што е точната стапка на проток на инструментот за анализатор на ласерски честички што зема примероци низводно од системот.Воздушниот тек што ги носи честичките од латекс се испраќа до една од двете идентични вертикални комори (т.е. цевки од не'рѓосувачки челик со мазни ѕидови): „контролна“ комора без материјал за маска или комора „примерок“ со кружен пресек што може да се одвојува. Држачот за примерок се вметнува надвор од ткаенината.Внатрешниот дијаметар на двете комори е 73 mm, што се совпаѓа со внатрешниот дијаметар на држачот за примерок.Држачот за примероци користи жлебови прстени и вдлабнати завртки за цврсто запечатување на материјалот на маската, а потоа вметнете го откачувањето држач во празнината на комората за примерок и цврсто запечатете го во уредот со гумени дихтунзи и стеги (слика S2, информации за поддршка).
Дијаметарот на примерокот од ткаенината во контакт со протокот на воздух е 73 mm (површина = 41,9 cm2);за време на тестот се затвора во комората за примероци.Протокот на воздух што ја напушта комората „контрола“ или „примерок“ се пренесува во ласерски анализатор на честички (систем за мерење на честички LASAIR III 110) за мерење на бројот и концентрацијата на честичките од латекс.Анализаторот на честички ги специфицира долните и горните граници на концентрацијата на честичките, соодветно 2 × 10-4 и ≈34 честички по кубен метар (7 и ≈950 000 честички по кубен стапало).За мерење на концентрацијата на честички од латекс, концентрацијата на честичките е пријавена во „кутија“ со долна граница и горна граница од 0,10–0,15 µm, што одговара на приближната големина на честичките од единечниот латекс во аеросолот.Сепак, може да се користат и други големини на корпи и може да се проценат повеќе канти во исто време, со максимална големина на честички од 5 µm.
Опремата вклучува и друга опрема, како што е опрема за испирање на комората и анализаторот на честички со чист филтриран воздух, како и потребни вентили и инструменти (слика 1).Целосните дијаграми за цевки и инструменти се прикажани на Слика S1 и Табела S1 од придружните информации.
За време на експериментот, суспензијата од латекс беше инјектирана во генераторот на аеросол со брзина на проток од ≈60 до 100 µL min-1 за да се одржи стабилен излез на честички, приближно 14-25 честички на кубен сантиметар (400 000-на кубен сантиметар) 700 000 честички).Нозе) во корпа со големина од 0,10–0,15 µm.Овој опсег на брзина на проток е потребен поради забележаните промени во концентрацијата на честички од латекс низводно од генераторот на аеросол, што може да се припише на промените во количината на латекс суспензија заробена од течната замка на генераторот на аеросол.
Со цел да се измери PFE на даден примерок од ткаенина, аеросолот на честички од латекс прво се пренесува низ контролната соба, а потоа се насочува кон анализаторот на честички.Континуирано мерете ја концентрацијата на три честички брзо едноподруго, секоја од една минута.Анализаторот на честички ја известува временската просечна концентрација на честичките за време на анализата, односно просечната концентрација на честички во една минута (28,3 L) од примерокот.По преземањето на овие основни мерења за да се воспостави стабилен број на честички и брзина на проток на гас, аеросолот се пренесува во комората за примероци.Откако системот ќе достигне рамнотежа (обично 60-90 секунди), брзо последователно се прават уште три последователни мерења од една минута.Овие мерења на примерокот ја претставуваат концентрацијата на честичките што минуваат низ примерокот од ткаенината.Последователно, со разделување на протокот на аеросол назад во контролната соба, беа земени уште три мерења на концентрацијата на честички од контролната соба за да се потврди дека концентрацијата на честичките нагоре не се променила суштински во текот на целиот процес на евалуација на примерокот.Бидејќи дизајнот на двете комори е ист - освен што комората за примерок може да го смести држачот на примерокот - условите на проток во комората може да се сметаат за исти, така што концентрацијата на честичките во гасот што ја напушта контролната комора и комората за примероци може да се споредат.
Со цел да се одржи животниот век на инструментот за анализатор на честички и да се отстранат честичките од аеросолот во системот помеѓу секој тест, користете HEPA филтриран воздушен млаз за чистење на анализаторот на честички по секое мерење и исчистете ја комората за примероци пред да ги менувате примероците.Ве молиме погледнете ја сликата S1 во информациите за поддршка за шематски дијаграм на системот за испирање на воздухот на уредот PFE.
Оваа пресметка претставува едно „повторено“ мерење на PFE за еден примерок од материјал и е еквивалентно на пресметката на PFE во ASTM F2299 (Равенка (2)).
Материјалите наведени во §2.1 беа предизвикани со латекс аеросоли користејќи ја PFE опремата опишана во §2.3 за да се утврди нивната соодветност како материјали за маски.Слика 2 ги прикажува отчитувањата добиени од анализаторот за концентрација на честички, а истовремено се мерат вредностите на PFE на ткаенините за џемпер и материјалите за ливчиња.Беа направени три анализи на примероци за вкупно два материјали и шест повторувања.Очигледно, првото читање во сет од три читања (засенчени со посветла боја) обично се разликува од другите две читања.На пример, првото читање се разликува од просекот на другите две читања во 12-15 тројки на Слика 2 за повеќе од 5%.Ова набљудување е поврзано со рамнотежата на воздухот што содржи аеросол што тече низ анализаторот на честички.Како што беше дискутирано во Материјали и методи, отчитувањата на рамнотежата (втора и трета контрола и читање на примерокот) беа искористени за пресметување на PFE во темно сини и црвени нијанси на Слика 2, соодветно.Севкупно, просечната вредност на PFE на трите реплики е 78% ± 2% за ткаенина за џемпер и 74% ± 2% за материјал за памучна палка.
За да се одредат перформансите на системот, беа оценети и медицинските маски ASTM 2100 (L2, L3) и NIOSH респираторите (N95).Стандардот ASTM F2100 ја поставува ефикасноста на филтрација на честички под микрон на 0,1 µm честички на маските од ниво 2 и ниво 3 да биде ≥ 95% и ≥ 98%, соодветно.[5] Слично, респираторите N95 сертифицирани од NIOSH мора да покажат ефикасност на филтрација од ≥95% за атомизирани наночестички NaCl со просечен дијаметар од 0,075 µm.[24] Ренгасами и сор.Според извештаите, слични N95 маски покажуваат вредност на PFE од 99,84%–99,98%, [25] Zangmeister et al.Според извештаите, нивниот N95 произведува минимална ефикасност на филтрација поголема од 99,9%, [14] додека Joo et al.Според извештаите, маските 3M N95 произведоа 99% од PFE (300 nm честички), [16] и Hao et al.Пријавениот N95 PFE (300 nm честички) е 94,4%.[17] За двете N95 маски предизвикани од Шакја и сор.со латекс топчиња од 0,1 µm, PFE падна приближно помеѓу 80% и 100%.[19] Кога Лу и сор.Со користење на латекс топчиња со иста големина за да се проценат маските N95, просечната PFE е пријавена дека е 93,8%.[20] Резултатите добиени со помош на опремата опишана во оваа работа покажуваат дека PFE на маската N95 е 99,2 ± 0,1%, што е во добра согласност со повеќето претходни студии.
Хируршките маски исто така се тестирани во неколку студии.Хируршките маски на Хао и сор.покажаа PFE (300 nm честички) од 73,4%, [17] додека трите хируршки маски тестирани од Друник и сор.Произведениот PFE се движи од приближно 60% до скоро 100%.[15] (Последната маска може да биде сертифициран модел.) Сепак, Zangmeister et al.Според извештаите, минималната ефикасност на филтрација на двете тестирани хируршки маски е само малку повисока од 30%, [14] далеку пониска од хируршките маски тестирани во оваа студија.Слично на тоа, „сината хируршка маска“ тестирана од Joo et al.Докажете дека PFE (300 nm честички) е само 22%.[16] Шакја и сор.објави дека PFE на хируршки маски (со користење на 0,1 µm латекс честички) се намалил приближно за 60-80%.[19] Користејќи латекс топчиња со иста големина, хируршката маска на Лу и сор. произведе просечен резултат на PFE од 80,2%.[20] За споредба, PFE на нашата L2 маска е 94,2 ± 0,6%, а PFE на маската L3 е 94,9 ± 0,3%.Иако овие PFE надминуваат многу PFE во литературата, мораме да забележиме дека речиси и да нема ниво на сертификација споменато во претходното истражување, а нашите хируршки маски добија сертификација на ниво 2 и ниво 3.
На ист начин како што беа анализирани материјалите за кандидати за маски на Слика 2, беа извршени три тестови на другите шест материјали за да се утврди нивната соодветност во маската и да се демонстрира работата на уредот PFE.Слика 3 ги прикажува вредностите на PFE на сите тестирани материјали и ги споредува со вредностите на PFE добиени со оценување на сертифицираните материјали за маски L3 и N95.Од 11-те маски/материјали за маски за кандидати избрани за оваа работа, може јасно да се види широк опсег на перформанси на PFE, кои се движат од ≈10% до блиску до 100%, во согласност со другите студии, [8, 9, 15] и индустриските дескриптори Не постои јасна врска помеѓу PFE и PFE.На пример, материјалите со сличен состав (два примероци од 100% памук и памучен муслин) покажуваат многу различни вредности на PFE (14%, 54% и 13%, соодветно).Но, од суштинско значење е ниските перформанси (на пример, 100% памук А; PFE ≈ 14%), средни перформанси (на пример, мешавина од 70%/30% памук/полиестер; PFE ≈ 49%) и високи перформанси (на пример, џемпер Ткаенина; PFE ≈ 78%) Ткаенината може јасно да се идентификува со помош на опремата PFE опишана во ова дело.Особено ткаенините за џемпери и материјалите за памук за ливчиња се покажаа многу добро, со PFE кои се движат од 70% до 80%.Таквите материјали со високи перформанси може да се идентификуваат и анализираат подетално за да се разберат карактеристиките што придонесуваат за нивните високи перформанси на филтрирање.Сепак, сакаме да потсетиме дека бидејќи резултатите од PFE на материјали со слични индустриски описи (т.е. памучни материјали) се многу различни, овие податоци не покажуваат кои материјали се широко корисни за платнени маски и немаме намера да ги заклучиме својствата- категории на материјали.Односот на изведбата.Даваме конкретни примери за да ја демонстрираме калибрацијата, да покажеме дека мерењето го покрива целиот опсег на можната ефикасност на филтрацијата и да ја дадеме големината на мерната грешка.
Ги добивме овие PFE резултати за да докажеме дека нашата опрема има широк опсег на мерни способности, мала грешка и споредена со податоците добиени во литературата.На пример, Zangmeister et al.Пријавени се резултатите од PFE од неколку ткаени памучни ткаенини (на пр. „Памук 1-11″) (89 до 812 нишки по инч).Во 9 од 11 материјали, „минималната ефикасност на филтрација“ се движи од 0% до 25%;PFE на другите два материјали е околу 32%.[14] Слично на тоа, Конда и сор.Пријавени се податоците за PFE за две памучни ткаенини (80 и 600 TPI; 153 и 152 gm-2).PFE се движи од 7% до 36% и 65% до 85%, соодветно.Во студијата на Drewnick et al., кај еднослојните памучни ткаенини (т.е. памук, памучно плетено, молетон; 139–265 TPI; 80–140 gm–2), опсегот на материјал PFE е околу 10% до 30%.Во студијата на Joo et al., нивниот 100% памучен материјал има PFE од 8% (300 nm честички).Багери и сор.користени честички од полистирен латекс од 0,3 до 0,5 µm.Измерен е PFE од шест памучни материјали (120-200 TPI; 136-237 gm-2), кој се движи од 0% до 20%.[18] Затоа, повеќето од овие материјали се во добра согласност со PFE резултатите на нашите три памучни ткаенини (т.е. Veratex Muslin CT, Fabric Store Cottons A и B), а нивната просечна ефикасност на филтрирање е 13%, 14% и соодветно.54%.Овие резултати покажуваат дека постојат големи разлики помеѓу памучните материјали и дека карактеристиките на материјалот што доведуваат до висок PFE (т.е. памук од 600 TPI на Konda et al.; нашиот памук Б) се слабо разбрани.
Кога ги правиме овие споредби, навистина признаваме дека е тешко да се најдат материјали тестирани во литературата кои имаат исти карактеристики (т.е. состав на материјалот, ткаење и плетење, TPI, тежина, итн.) со материјалите тестирани во оваа студија, и затоа не може директно да се споредува.Покрај тоа, разликите во инструментите што ги користат авторите и недостатокот на стандардизација го отежнуваат правењето добри споредби.Сепак, јасно е дека односот перформанси/изведба на обичните ткаенини не е добро разбран.Материјалите дополнително ќе се тестираат со стандардизирана, флексибилна и сигурна опрема (како што е опремата опишана во ова дело) за да се утврдат овие односи.
Иако постои вкупна статистичка грешка (0-5%) помеѓу една реплика (0-4%) и примероците анализирани во три примероци, опремата предложена во оваа работа се покажа како ефективна алатка за тестирање на PFE на различни материјали.Обични ткаенини до сертифицирани медицински маски.Вреди да се напомене дека меѓу 11-те материјали тестирани на слика 3, грешката на ширење σprop го надминува стандардното отстапување помеѓу мерењата на PFE на еден примерок, односно σsd од 9 од 11 материјали;овие два исклучоци се појавуваат во Многу висока вредност на PFE (т.е. L2 и L3 маска).Иако резултатите презентирани од Rengasamy et al.Покажувајќи дека разликата помеѓу повторените примероци е мала (т.е. пет повторувања <0,29%), [25] тие проучувале материјали со високи познати својства на филтрирање дизајнирани специјално за производство на маски: самиот материјал може да биде порамномерен, а тестот е исто така областа на опсегот PFE може да биде поконзистентна.Генерално, резултатите добиени со користење на нашата опрема се во согласност со податоците за PFE и стандардите за сертификација добиени од други истражувачи.
Иако PFE е важен индикатор за мерење на перформансите на маската, во овој момент мораме да ги потсетиме читателите дека сеопфатната анализа на идните материјали за маска мора да земе предвид други фактори, односно пропустливост на материјалот (т.е. преку пад на притисокот или тест на диференцијален притисок ).Постојат прописи во ASTM F2100 и F3502.Прифатливата можност за дишење е од суштинско значење за удобноста на носителот и спречување на истекување на работ на маската за време на дишењето.Бидејќи PFE и пропустливоста на воздухот на многу вообичаени материјали обично се обратно пропорционални, мерењето на падот на притисокот треба да се изврши заедно со мерењето на PFE за поцелосно да се оцени работата на материјалот за маската.
Препорачуваме дека упатствата за конструирање на PFE опрема во согласност со ASTM F2299 се од суштинско значење за постојано подобрување на стандардите, генерирање на истражувачки податоци што може да се споредат помеѓу истражувачки лаборатории и подобрување на филтрацијата на аеросол.Потпрете се само на стандардот NIOSH (или F3502), кој одредува еден уред (TSI 8130A) и ги ограничува истражувачите да купуваат уреди со клуч на рака (на пример, TSI системи).Потпирањето на стандардизирани системи како што е TSI 8130A е важно за сегашното стандардно сертифицирање, но го ограничува развојот на маски, респиратори и други технологии за филтрирање на аеросол што се спротивставуваат на напредокот во истражувањето.Вреди да се напомене дека стандардот NIOSH е развиен како метод за тестирање на респираторите под тешки услови што се очекуваат кога е потребна оваа опрема, но за разлика од нив, хируршките маски се тестираат со методите ASTM F2100/F2299.Обликот и стилот на маските во заедницата се повеќе како хируршки маски, што не значи дека имаат одлични перформанси за ефикасност на филтрацијата како N95.Ако хируршките маски сè уште се оценуваат во согласност со ASTM F2100/F2299, обичните ткаенини треба да се анализираат користејќи метод поблизок до ASTM F2100/F2299.Дополнително, ASTM F2299 овозможува дополнителна флексибилност во различни параметри (како што се стапката на проток на воздух и брзината на површината во студиите за ефикасноста на филтрацијата), што може да го направи приближно супериорен стандард во истражувачката средина.
Време на објавување: 30.08.2021