[发明专利]用于口罩的五防和富氧功能的聚合物超薄膜复合膜及应用

说明书

技术领域

本发明属于医疗卫生技术领域，具体涉及一种能用于口罩；使其产生五防及富氧功能的，由高氧气渗透率或对氧气高选择性的渗透遵守溶解扩散模型的聚合物制成的复合膜。

背景技术

现有技术中，高分子气体分离膜是用于分离混合气体的高分子膜，通常分为多孔膜和非多孔膜，主要参数为渗透系数和分离系数。不同的高分子膜对不同种类的气体分子的透过率和选择性不同，因而可以从气体混合物中选择分离某种气体，如从空气中收集氧。美国通用电器公司采用聚碳酸酯和有机硅的共聚物作为分离膜，经过一级分离就可获得40%富氧的空气，若以富氧的空气代替普通空气，将大大提高各种燃烧装置的效率，并可减少公害。

因氮常与氧一起渗透，用聚合物膜分离生产纯氧比较困难，所以主要用于生产富氧空气，而非纯氧。目前，通过压缩机将空气压缩至高压后，应用聚合物膜可生产质量分数为25%～60%富氧空气，用于FCC催化剂的再生，或在高温炉或窑中使用甲烷有效燃烧。

本申请人在深入研究了现有技术的已有物质和膜技术以及膜的应用领域的基础上，发明了一种能用于口罩的高氧气渗透率或对氧气高选择性的渗透遵守溶解扩散模型的聚合物制成的复合膜，设置有这种复合膜的口罩能够在满足五防（即防尘(包括防PM2.5)、防病毒、防病菌、防污染、防烟尘）功能的同时，提供富氧功能。现有技术中，用以分离不同气体的膜是已知的，现有技术已开发了一系列的具有高分离因子或高气体流量，即具有高选择性或高渗透性的膜。但是，这些聚合物分离材料都应用在工业上，它具有一系列的工业应用的特点，尚无人将它们应用于人们普通使用的口罩上。应用于口罩的复合膜必须是具有柔软性且能与口罩相配合，它既能阻挡各种对人体有害的PM2.5和病菌等，又不会对佩带者造成呼吸障碍，还能为佩带者提供富氧的空气，同时，还需要其价格能为人们所能接受。为达到如上目的，用于口罩的复合膜是需要具有一定的技术和性能要求的，如，必须是具有一定韧性的，使其能自如地插入和脱离口罩，必须足够薄和足够均匀，既能阻挡对人体有害的物质，又呼吸顺畅和能提供富氧的空气，现有技术中尚无适用的已知薄膜。

随着中国经济的发展和人民生活水平的提高，人们对能源的需求随之增加，尤其在大、中城市，各类车辆和私家车大幅增加。由于对这些因素形成的空气污染缺乏足够的认识和重视，近年来，在人口密度大的地区，尤其是大、中城市常产生雾霾天气，严重威胁人民的身体健康和生命。雾霾天气产生的机制很复杂，其化学成分也非常复杂。它含有大量的含氮有机颗粒物，它的成分非常复杂，它不是一种物质，而是好几十种物质，这些物质可能引发癌症及其它严重疾病。更重要的是，病毒、病菌都能在这种很小的颗粒物上存活和繁殖，附着在大气的颗粒物上，在空气中产生大量的游离着的病毒和病菌分子，就会传播疾病。PM2.5是空气污染物中对人危害最大的细颗粒物，此细颗粒物的直径等于或者小于2.5微米，PM2.5在医学上叫可入肺颗粒物，一般来说我们外科的口罩大概能够有PM4的微粒可以预防，到PM2.5就不行了，到PM2.5现在一般是要N95的那种口罩，但那种口罩很闷，不能长期用。

现有技术中，因应不同的用途和需求，口罩有不同的种类与分级，简单说明如下。一般口罩：这种口罩没有经过额外的处理，其纤维结构的孔隙相当大（约1微米），所以无法有效阻止经空气传染的病原。此外，一般的口罩对於比较容易进入人类呼吸系统的灰尘，并没有防护的效果，但对於颗粒大的灰尘，还是有一些阻绝的作用。这种口罩可以作为保暖、避免灰头土脸与鼻孔肮髒等用途，但是不可作为防止病菌侵入之用。

活性碳口罩：活性碳具有多孔隙的结构。其过滤层的主要功用在于吸附有机气体、具恶臭的分子及毒性粉尘，并非用于过滤粉尘，不具杀菌的功能。但活性碳的使用有一项限制，一旦所有的细孔都被填满，便失去效用，此时必须置换口罩，但何时到达饱和点并不太容易判断。活性碳会将病毒粒子吸引到口罩表面，但是却无法「杀死病毒」，因此，手、眼、鼻或嘴意外接触到使用过的活性碳口罩表面，依然有可能导致疾病的传染。

医疗用口罩：医用口罩主要是为了避免医生的飞沫影响病人，功能设计并不是要免于吸入粒状有害物，其效果虽然比棉纱口罩及布质印花口罩好，但是顶多也只有70％的效果，拿这样的口罩来阻绝病菌，效果可能非常有限。标准的外科医疗用口罩分叁层，外层有阻尘阻水作用，可防止飞沫进入口罩里面，中层有过滤作用，可挡住90％以上的5微米颗粒，近口鼻的一层作为吸湿之用。