防尘口罩如何起到防尘作用？

发布时间：

2022-03-29 10:19

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防尘口罩旨在防止灰尘进入人体呼吸系统。这个防尘功能是怎么实现的？我们来看看防尘口罩的过滤机理，就能一探究竟。

　一、冲击作用、惯性作用——表面过滤

　　冲击：含尘气流接近纤维时，粒径大、风速大的尘粒与纤维接触或碰撞，被纤维拦截。

　　惯性：含尘气流通过过滤材料的弯曲网状通道时，动量较大的尘粒会因惯性而偏离流线方向，与纤维碰撞而被拦截。对于口罩来说，粒径更大、密度更高、速度更快的尘粒惯性沉积明显。(补充说明：动量是指物体的质量和速度的乘积；粒径是指灰尘颗粒的直径)

　　二、扩散作用——深层过滤

　　气流中尘粒与气体分子的碰撞会产生随机的布朗运动，从而导致颗粒的不规则运动；当含尘气流接近或穿过过滤材料时，这种运动会使颗粒扩散并与纤维随机碰撞，从而被收集(沉积)在纤维棉上。当粒径和风速较低时，扩散沉积明显。

　　三、静电作用(分子作用)3354 静电过滤

　　当含尘气流与纤维表面的距离小于或等于尘粒半径r时，由于与纤维的分子引力(分子相互作用)，粒径较小的尘粒被纤维吸附并捕集。换句话说，尘粒在粉碎和运动过程中会因相互摩擦而产生电荷，不同物质携带的电荷极性也不同。不同电荷的尘粒会因相互吸引而形成更大的新颗粒，从而更容易被拦截；另一方面，电荷相同的尘埃由于相互排斥而扩散(布朗运动)，所以很容易被抓住。

　　根据尘粒带电的特性，我们可以使用静电纤维作为防尘口罩的过滤材料。当含尘气流接触这种滤料时，气流通过滤料后继续向前运动，带正负电荷的尘粒会被静电纤维捕获。过滤材料携带的电荷量越大，灰尘阻挡效率越高。

　　四、改性过滤

　　当含尘气流与高能复合防尘材料(一种过滤材料)接触时，气流通过，可呼吸性粉尘会发生粘附和团聚，小于10m的粉尘。

　　综上所述，当含尘气流通过防尘口罩的过滤材料时，在多种过滤机制的共同作用下，较大的由于惯性或冲击而被拦截，较小的颗粒由于扩散或静电而沉积在纤维上，或者由于静电而成为新的大颗粒，由于与纤维碰撞而被拦截在气流中或者在惯性作用下沉积。

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