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主要由三层无纺布组成。内层是普通无纺布；外层是做了防水处理的无纺布，主要用于隔绝患者喷出的液体；中间的过滤层用的是经过驻极处理的聚丙烯熔喷无纺布；最后生产完毕后要经过环氧乙烷消毒并静置7天挥发毒性，经过密封包装，装箱运走。

医用口罩的核心材料，就是驻极处理之后的聚丙烯熔喷无纺布。请务必记住这两个关键词，因为这是过滤新冠病毒气溶胶的关键。

1、原材料：聚丙烯（PP）颗粒

我就不去讲原油是如何在炼厂变成聚丙烯的了；大家只要知道中石化、中石油、中海油的炼化工厂

聚丙烯多少钱呢？目前的期货价格是7000元/吨。一辆大货车大概能拉30吨（还记得压塌无锡国道的那辆百吨钢卷车不？），所以通过物流提一车聚丙烯，成本大概是20万左右。

2、聚丙烯纤维生产

就像纺织需要植物纤维一样，无纺布的生产同样需要纤维料。聚丙烯颗粒是拿来融化塑形的，而高熔指聚丙烯纤维料，才是生产口罩的核心原料，就是下图这种一条条的聚丙烯纤维

2019年国内聚丙烯纤维的产量约为170万吨，其中能用于口罩的高熔聚丙烯纤维约为95万吨。生产单位就有我们中石化的镇海炼化、上海赛科、荆门石化、海南炼化、茂名石化、石家庄炼化、广州石化等等

这次为了应对疫情，中石化部分炼厂已经开始调整生产计划，将于2月开始不断增产高熔指聚乙烯纤维料，独山子石化也随时待命等待调整。所以这部分主要是库存不足，产能上来以后，PP纤维的原材料供应绝对充足，只要路不断就行。

无纺布的生产商需要从经销商或者化工厂那里采购聚丙烯纤维作为原材料，所以物流的道路是不能断的！如果无纺布生产商的城市封路，就意味着原材料的供应被切断了，那还怎么生产？

聚丙烯纤维多少钱呢？阿里巴巴上查到的零售价是10000元/吨，数量级不会差。有各大央企在，聚丙烯纤维不会缺货，价格也不会飞涨的，大家可以放心。

3、熔喷无纺布生产

熔喷法（Melt Blowing）属于聚合物挤压法非织造工艺，是1954年美国海军为了收集核试验产生的放射性微粒研制的超细过滤效果的过滤材料，然后1965年前后，埃克森、3M等公司制造了第一代熔喷非织造设备。

工艺原理就是用高速热空气对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸，由此形成超细纤维并凝聚在凝网帘或滚筒上，依靠自身粘合成为非织造布，

熔喷材料是靠自身纤维热熔而成，厚度更厚熔喷法生产的无纺布，纤维的随机和隔层交叉排列，形成了熔喷材料多弯曲通道结构，这样颗粒物（新冠病毒气溶胶）才会与纤维产生碰撞而被滞留。

画重点：医用口罩的过滤机制是布朗扩散、截留、惯性碰撞、重力沉降和静电吸附。前四种都是物理因素，就是熔喷法生产的无纺布自然具有的特性，过滤性约为35%；这是达不到医用口罩要求的，我们需要对材料进行驻极处理，让纤维带上电荷，用静电捕获新冠病毒所在的气溶胶。

4、驻极处理

静电吸附就是通过荷电纤维的库仑力实现对新冠病毒飞沫（气溶胶）的捕获。原理就是让过滤材料表面更开阔，对微粒的捕获能力能抢，而电荷密度增加，对颗粒的吸附和极化效应更强，所以，过滤层的熔喷无纺布过滤材料，必须要经过驻极处理，才能在不改变呼吸阻力的前提下，实现95%的过滤性，才能有效防病毒。

口罩要在到达阻隔效果的同时保证舒适通气性，医用口罩吸气阻力一般不超过343.2帕斯卡（Pa），民用口罩吸气阻力小于135帕斯卡（Pa）。

驻极处理能够大幅提高过滤效率，不改变呼吸阻力，而且驻极电压越高，材料过滤效率越高。一般需要驻极电压在30Kv-60kv，驻极时间要在20秒以上。

最后生产出来的医用高熔指熔喷无纺布原料，大概是这个样子的，20000元/吨

臭味是石墨含量高，好的陶瓷片添加了芳纶纤维会有鱼腥味

，外电路还有迟滞和蠕变现象。而驱动电源一般可分为电荷控制型和电压控制型。电荷控制型驱动电源基于电容器充电的原理（对外加电压而言，每个压电陶瓷片相当于一只平行板电容器），可以改善压电陶瓷的迟滞和蠕变。电压控制型驱动电源主要有以下两种形式：一种是基于DC/DC变换器原理的开关式驱动电源，其体积小、效率高，但电源输出纹波较大，频响范围也较窄；另一种是直流放大电源，频响范围宽。

下面我发一份关于压电陶瓷驱动电源的文章，供你参考！

近年来国内对静态压电陶瓷驱动电源的研制取得了一定的进展，但大部分压电陶瓷驱动电源都是由分立性器件组成，结构较复杂，而且容易产生自激振荡，对电源的稳定性会产生影响。而采用高压运放的驱动电源，分辨率能达到mV级，输出纹波较小，不仅提高了电路集成度，而且可靠性也得到加强，因此可用于驱动压电陶瓷致动器。

压电陶瓷致动器驱动电源

1、压电陶瓷致动器对驱动电源的要求

压电陶瓷致动器的驱动电源应具有如下特点：

（1）压电陶瓷致动器的位移输出对外加驱动控制电压的响应速度，主要取决于驱动电源驱动电流的大小，因此驱动电源应具有较大的驱动电流，一般不应小于150mA；

（2）驱动电源的输出控制电压连续可调，对国产压电陶瓷致动器PTBS200系列而言，要求驱动电源输出电压为直流0～200V，连续可调；

（3）为适应高频响应的要求，驱动电源中应具有供容性负载快速放电的回路；

（4）由于压电陶瓷致动器主要应用于微纳米技术领域，所以驱动电源应具有良好的稳定性，其输出纹波电压应控制在很小的范围内；

（5）为实现位移的自动控制，驱动电源最好采用计算机控制。

压电陶瓷致动器外电路是一个容性负载，并有迟滞和蠕变现象。而驱动电源一般可分为电荷控制型和电压控制型。电荷控制型驱动电源基于电容器充电的原理（对外加电压而言，每个压电陶瓷片相当于一只平行板电容器），可以改善压电陶瓷的迟滞和蠕变。电压控制型驱动电源主要有以下两种形式：一种是基于DC/DC变换器原理的开关式驱动电源，其体积小、效率高，但电源输出纹波较大，频响范围也较窄；另一种是直流放大电源，频响范围宽，从发展趋势来看，其应用前景广阔。

2、驱动电源的设计

根据压电陶瓷致动器对其驱动电源的要求，本设计中的电源采用直流放大式电路。整个电源电路主要由计算机与数据采集卡、运算放大电路和高压电路等几部分组成。高压电路提供220V的直流电压，计算机通过LabView8.5控制数据采集卡产生一定的输出波形，得到0～5V的连续可调控制电压；放大电路实现电压的线性放大和功率放大，输出0～200V连续可调的直流电压，并决定着电源输出电压的分辨率和稳定性，是整个电源的关键。

① 高压电路

由于直流电压的稳定性直接影响驱动电源的稳定性，采用220V输出电压的高压电路，主要部分是将市电交流220V变为+220V直流电压的全桥整流供电电路。

② 波形发生电路

良好的输入波形是电源的关键之一，关系到压电陶瓷的伸缩变化。输入波形信号的频率、幅值可变，信号波形好，畸变小，不仅可以消除压电陶瓷本身的迟滞特性和蠕变特性，也能获得更广泛的应用。由于电压精度要求比较高，使用NI公司的具有16位模拟输入输出的多功能数据采集卡6221将数字量转换成模拟量，输出电压为0～5V，电压分辨率达到5/216，约等于0.076mV。采用LabView 8.5编程可以实现任意波形及缓变直流等输出，灵活性强，能满足各种需要。

③高压放大电路

采用美国APEX公司生产的高压运算放大器PA96和高精度运算放大器OP07串联组成串联负反馈放大电路。PA96是一种高压，大带宽的MOSFET运算放大器，输出电流达到1.5A，输出电压接近300V，安全操作区（SOA）没有二次击穿的限制，通过选择合适的限流电阻，可观察到任何负载下的安全操作曲线。PA96的最大失调电压为5mV，对要求分辨率为10mV以下的压电陶瓷驱动电源，其输入特性不能满足要求。在该电源的线性放大部分采用了PA96和OP07串联的复合放大器，从而使输入失调电压由前置放大器OP07控制。由于复合放大器的输入电压为0～5V，输出电压要求为0～200V，因此复合放大器的放大倍数要求为40。但增益过大会影响运放稳定性，因此选定PA96的闭环放大倍数为31，PA96和OP07串联后共同提供的放大倍数为40。根据放大倍数的分配要求可得：

R1=3kΩ，R2=117Ω，R3=180Ω，R4=6kΩ

由于构成负反馈电路，输出电阻非常小（mΩ级），因此具有很强的带负载能力。R5为限流电阻，其值由公式IL=0.68V/R5=125mA可得，这里为5.4Ω。

3、相位补偿与输出保护

自激现象是影响电源稳定性的一个主要因素。当集成运放的开环增益为一定值时，由于相移过大，电路会产生振荡现象，因此应对集成运放进行相位补偿。通常在输入端和输出端外接补偿元件，进行相位补偿。相位补偿不仅能提高运放的稳定性，还能扩展带宽。电路中PA96一级的闭环放大倍数为31，由此计算出其增益为30，根据PA96的数据资料，确定相位补偿电容值CC=10pF，闭环带宽大约为1MHz。OP07输入端的二极管D1、D2提供差模和共模保护，防止瞬态过压，输出二极管D3、D4可对瞬态过压进行保护，防止瞬态过压损坏OP07的输出。PA96放大器输入端的二极管D5、D6、D7、D8把放大器正负输入端的电压钳位在规定范围内，对运放起保护作用。