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一次性医用外科口罩如何消毒后重复使用(图文介绍)

文章来源:http://www.iwuchen.com/  2020年02月05日  点击数:9747

一次性医用外科口罩如何消毒后重复使用(图文介绍)-蔡工

前言

2019武汉新冠状病毒肺炎疫情当头,上街要戴口罩,但商店缺货。蔡工搞到些便宜的“一次性”口罩,觉得它能重复使用。为了对自己的健康负责,昨天在自家厨房鼓捣了一天试验。

本试验使用简单易行的家庭消毒方法,然后使用专业试验台,粗略评估消毒对口罩过滤效率的影响。

自己动手消毒,“一次性”口罩反复使用,有个遮盖总比裸奔强。一旦商店里口罩积压,蔡工会自己忘掉本文。

本文的草稿曾发朋友圈审阅,定稿时考虑了朋友们的反馈信息。


试验材料

a)   平面医用外科口罩,这种口罩与超市买的平面口罩长得一样,不同之处在于,除了正常的颗粒物效率试验外,它还经过“合成血液穿透试验”和含细菌飞沫的“细菌效率试验”。口罩样品来自折腾口罩的浩二爸爸。给钱他不要,他说那东西不值几个钱,出厂价每只两毛五,市场价五毛。

b)   二锅头。春节前厂里发给员工的福利。计划经济时代,北京远郊有一批二锅头厂,不只有通县“红星”和顺义县“牛栏山”。蔡工用的这瓶是昌平县出的,昌平厂没学过MBA,但这两年也跟风整漂亮包装。这只金瓶二锅头,酒精含量50%,味道还不错。

c)   山西陈醋。原想使用焦酸焦酸的白醋,超市卖光了。梓琪爸爸捐了桶陈醋,总酸≥3.50g/100ml。梓琪爸爸是山东人,娶了个山西老婆,他家有的是老陈醋。

d)   消毒剂。找晓坡讨来的,84消毒液,按产品说明兑了90倍的清水。

e)   医用酒精。药房断货,蔡工让梓琪爸爸去厂里拿了瓶无水乙醇,自己勾兑的(75%乙醇,25%清水),找出个奶瓶当量杯。

f)    异丙醇,滤材消静电用。


试验设备

a)   过滤效率试验台,位于隔壁工厂的实验室

b)   保鲜盒,实验室滤材消静电试验用

c)    蒸馒头的饭锅

d)   高压电饭煲

e)   水杯,浸泡口罩用


试验方法

先测量口罩的初始过滤效率,用下述方法处理口罩,然后测量处理后的过滤效率。

方法1,馒头法:普通蒸锅蒸汽熏蒸5分钟和半小时,取出晾干。

方法2,煲粥法:沸水中煮5分钟和半小时,取出晾干。

方法3,高压锅:高压锅中蒸,不知道怎么控制时间,用的“米饭”那档,泄压后取出晾干。

方法4,二锅头:白酒浸泡5分钟,取出晾干。

方法5,醋坛子:醋中浸泡5分钟,用水清洗掉醋颜色,晾干。

方法6,酒精浸泡:医用酒精中浸泡5分钟,取出晾干。

方法7,消毒剂喷雾:使用家用消毒剂,在口罩表面喷雾,晾干。

方法8,洗涤:使用肥皂,一般家庭洗涤方法,清洗后晾干。

方法9,异丙醇熏蒸:按ISO空气过滤器试验标准方法对过滤材料消静电。

用上述每种方法处理1~2只。因口罩数量有限,无法进行重复性试验。


试验结果

按中国医药行业标准YY0469-2011《医用外科口罩》规定的方法试验。滤速5 cm/s,氯化钠微粒,平均粒径0.24微米。试验结果如下表和下图。

请注意:下表数据源自家庭,若想引用,请进行更加严格的试验。


方法

效率

效率降低

备注


初始

93.2%


新口罩的过滤效率

方法1

蒸5分钟

91.7%

-1.5%


蒸30分钟

85.2%

-8.0%


方法2

煮5分钟

92.4%

-0.8%


煮30分钟

83.6%

-9.6%


方法3

高压锅

90.3%

-2.9%

“米饭”档

方法4

白酒浸泡

74.0%

-19%


方法5

醋泡

86.4%

-6.8%


方法6

酒精浸泡

67.0%

-26%


方法7

消毒剂喷雾

93.1%

-0.1%

84消毒液,稀释90倍

方法8

肥皂+水洗

54.0%

-39%

手洗2分钟

方法9

异丙醇熏蒸

47.4%

-46%

静电全部消除



讨论

在饭锅里蒸一下或煮一下,口罩的过滤效率降低不大。用做饭的锅煮口罩,您心里可能膈应。蒸一下不会留下太多心里阴影。建议优先考虑蒸,但不建议蒸的时间过长。

有情调的家庭可能备有煮蛋器,只要大厨允许,用它来蒸煮口罩,没毛病。

有权威警告:“口罩遇到水蒸汽就报废”。他敢站出来跟蔡工练嘴吗?25年前,蔡工曾将聚丙烯驻极体过滤器沉到海里两天,晾干后的过滤效率没发生明显变化。当年的中国驻极体老大、物理学教授夏仲福,对蔡工的试验结果给不出机理性的解释。夏教授的徒弟、当今中国驻极体的老大、本试验的技术支持陈钢进教授,至今也没对蔡工说出个所以然。本文是蔡工写的,笔在他手里。他大胆告诉您:用饭锅蒸口罩,OK。高压锅蒸口罩,OK。用醋浸泡,效率衰减明显。高度白酒浸泡,效率衰减比醋多。消毒酒精浸泡,效率衰减更多。因洁癖而禁止使用饭锅处理口罩的家庭,可以尝试食醋和白酒。清水洗应该没事,但加入清洗剂,效率衰减厉害。不同清洗剂的消静电效果可能不一样。若想清洗,建议用滚开的热水,不建议加任何清洗剂。兑了90倍水的消毒剂喷雾,对口罩过滤效率影响不大。但PP材料憎水,含1%消毒剂的液滴很难渗入内层。况且,使用接触过消毒剂的口罩,心里不踏实。不建议。静电敏感的溶剂包括:异丙醇(标准消静电方法)、甲醛(消毒和防腐常用的“福尔马林”,是甲醛的水溶液)、丙酮(女孩子染指甲常用)。应避免让口罩接触那些溶剂和蒸气。N95口罩,用的也是带静电的超细聚丙烯无纺布,过滤原理与平面口罩完全相同,不同的是过滤效率高一些。原则上讲,本文的方法可以用于处理N95。但蔡工买不到试验所需的那么多N95,无法用数据来说话。口罩接触油性物质,静电会消失。粘了油的口罩不好看,让您用您也不会继续用。南方农村没蒸锅,一天三顿烧秸秆木柴,大锅闷饭,大锅炒菜。南方人问蔡工该怎么蒸口罩,他是添乱,他老妈应该会做粉蒸肉。各种烤的方法,包括使用微波炉、电烤箱,温度难控制,因此不推荐。试验用的这批口罩,即使静电全部消失(试验9),也比几十年前医生普遍使用的棉纱口罩好很多。与医用外科口罩的标准要求(≥30%)相比,这批样品的过滤效率偏高,即使静电完全消失,那些口罩也算合格。利用静电增加效率不难,驻极体聚丙烯超细纤维毡的价格比棉纱布便宜,生产这批样品口罩的那家老板不傻。试验口罩的浩二爸爸是蔡工的小徒弟,数据错不了。外科口罩的行业标准再版时,也许该把效率指标提高一截,提高到国家标准GB29084-2010《医用防护口罩技术要求》上规定的≥95%。(www.iwuchen.com)


背景知识

目前的口罩,主要过滤层是熔喷法生产的聚丙烯(亦称:PP、丙纶)超细纤维无纺布。米粒大小的聚丙烯原料(母粒)经高温熔化,从小孔密布的漏板流出,压缩空气将流出的细丝吹成更细的棉绒。负压成毡后,用空气电晕法或水刺加电法使无纺布带上静电,以增加过滤效率。在高压电场的作用下,聚丙烯结晶团界面上可能永久性地失去或驻留电子,因此宏观上带静电,这种驻留了电荷的材料称“驻极体”。气流中,大的颗粒物(大于0.5μm,微米)随气流作惯性运动,小颗粒物(小于0.1μm)作自由运动(扩散运动,也称布朗运动)。当颗粒物接触到障碍物(过滤材料),因范德瓦尔斯力被滤材捕捉。在0.1~0.3μm之间,有一处粒径的粒子最难过滤,医学界传统认为那个最难过滤的粒径是0.3μm。口罩标的效率,就是那个最难过滤粒子处的效率。当材料本身带静电,气流穿过滤材相当于穿过一个静电场,颗粒物被极化,过滤材料可以更容易地捕捉颗粒物。因此,带静电的材料过滤效率明显提高。使用中,若接触油性物质、某些溶剂及它们的蒸气,驻极体滤材的静电荷可能衰减甚至消失,导致过滤效率降低。效率降低后,滤材仍然保持着因惯性和扩散的过滤机制,但静电效果没了,产品也就不再有铭牌给出的那个高指标。例如,出厂效率是95%,消静电后的效率可能降到45%(参见本试验案例);出厂效率85%,消除静电后可能是只有15%。若没有受过专业训练,您不可能让口罩上的静电完全消除,您也就不用担心它的效率会降至最低。任何消毒方法,效率都会或多火上地降低。这事您自家的事,您自己有权选择消毒方法,自己权衡风险,自己决定可以接受的效率降低幅度。别全都相信网上的。我们戴口罩,有时关心的是颗粒物,有时关心的是微生物,有时关心的是血污的渗透。活的、死的、固体的、液体的,本试验一概视为颗粒物。蔡工家里没有微生物试验条件,无法给出微生物数据。遗憾,抱歉。细菌和病毒是颗粒物,它们的大小可能从零点几微米到数微米。一般说来,空气中不存在单独的微生物,它们附在其它颗粒物上才能生存,例如飞沫。飞沫的尺寸比微生物要大很多倍。如果一只口罩的颗粒物试验效率为30%(0.3μm处),它对飞沫的过滤效率可能会高达95%。这次的“新型冠状病毒”,粒径好像是0.1μm,但它只有附在飞沫(粒径1~1000μm)上才能空气传播,因此,大家没必要惊呼0.1μm的粒径。市场上有些劣质口罩,过滤效率很低或很不稳定。材料只能是PP,因为找不出比PP更便宜的无纺布。可能PP原料有问题,可能静电没搞好,可能熔喷工艺差劲,可能材料的克重不足,可能出厂检验不靠谱。


八卦

本文作者蔡工,五年前就退休了,发挥余热,他在河北省邯郸市永年区临?关镇的一家小工厂打工,对外的名头是老板。工厂原定大年初八开工,因为疫情,他提前从家乡北京赶回永年,想着在开工前先自我隔离几天。瞅这局势,他可能还得老实在家再自我隔离两周。浩二爸爸是蔡工家隔壁口罩厂的实验室主任。蔡工求他顺几只口罩搞试验,他跑到被政府严格控制住的口罩车间取回一打,还准许蔡工使用他的专业设备测量口罩的过滤效率。浩二小学三年级,去年夏天起,蔡工常带员工和街坊家的小屁孩去游泳,浩二在其中。2020年元旦当天,浩二通过了100米考核。姿势不好看,但淹不死了。他哥浩一数学棒但体育差,跟浩二同期学游泳,现在50米还没过关。学最快的是魏鹏的儿子魏家二,六年纪。家二的胃口特别好,200米蛙泳考核顺利过关。蔡工发话,今后家二出去玩不用带家长,可以自己到广府古城外的湖里去游泳。但是,在这个号称拥有河北省第二大湿地的永年地界,所有露天水面全都禁止游泳。苏小三是总经理,也是董事长蔡工的顶头上司。苏总的儿子苏小四从小黏糊蔡爷爷,蔡工带苏小四游泳的次数也就最多。苏小四耍赖不认真学,虽然通过了100米测试,但小狗刨改不掉,真给教练蔡工丢人。苏小四的弟弟苏小五尚小,只会抓着漂浮物在深水区给苏小四捣乱。梓琪爸爸是副总经理,提前从山西老丈人家赶回临?关,准备春节后复工事宜。复工不成,跑蔡工家蹭饭,也帮着蔡工忙活灶台试验。本文中的试验,供相信的朋友参考,也供严谨的专业人士批判。相信者责任自负,质疑者回家自我隔离去。蔡工是空气净化砖家,多年前曾鼓捣出过一篇有关空气过滤的博士论文。圈内公认,蔡工是中国净化行业顶尖的不靠谱。

本文用的异丙醇熏蒸法(方法9),是10年前日本空气净化界大佬大岛教授的徒弟江博士首先提出来的,蔡工改进了他的方法,并指导浩二爸爸进行了系统性的试验,国际标准化组织ISO参照“蔡氏法”进行了实验室间国际比对试验,之后将那种方法列入ISO标准。蔡工去日本开会,大岛做东。几杯清酒后,蔡工让江博士出来声明:那应该叫“江博士法”,不是“蔡氏法”。人家江博士不稀罕那个虚名。

聚丙烯(也称PP、丙纶)憎水、亲油、阻燃。它的熔点在160度左右。熔点低,生产费用也就低,因此很便宜。很多家用塑料制品是用PP材料制作的。PP可以永久性地带静电,因此,PP无纺布是制作口罩的理想材料。服装不能带静电,否则穿上不舒服。但夹在面包服里面的PP棉绒没贴皮肤,穿着还成。不足的是,PP太便宜,走到街上,No Class。保温棉,实际的保温材料是不流动的空气,纤维只是阻止空气的分隔物。纤维越细,纤维的根数越多,空气就越不容易流动。同样保温效果,细纤维材料重量轻很多。超细PP纤维的丝径是棉纤维的1/20~1/10,制作保温棉特别好。无纺布圈内有个段子。20多年前,熔喷法超细聚丙烯工艺进入中国。有位服装老板,看到电视里宇航员穿的衣服银光闪闪,就在熔喷PP棉绒外面罩了层铝箔,起个名叫“太空棉”,发财了。后冒出的另一位老板,嫌铝箔太贵,改塑料薄膜,称“南极棉”,花了更大价钱做广告,也发了。再来的老板索性把塑料膜去掉了,说他家的产品是“北极绒”。第四家凑热闹的是家大型国企,大手笔花上亿进口了几条PP熔喷生产线,又砸下一个亿在央视黄金时段做广告,说他们生产的是“生态棉”。PP燃烧后的产物只有二氧化碳和水,PP塑料被推崇,理由是“环保”。今天,海洋垃圾成了社会关注,PP等所有塑料制品又成了全民公敌,理由还是“环保”。

PP棉吸油,海洋石油泄漏,清理海面用的就是熔喷法PP棉绒。家人戴过的旧口罩别扔,擦灶台好用,但它不沾水,擦桌子不好使。

PP材料人工合成,PP纤维叫“合成纤维”,也叫“化学纤维”或“化纤”。到了台湾,叫“人造纤维”,简称“人纤”,怪吓人的。过去的纤维制品全是织出来的,现在好多布料不用织,因此称“非织造布”或“无纺布”。制作口罩的材料是“熔喷法PP超细纤维无纺布”。PP的一个亲戚是PET(也称:聚酯、涤纶、的确良)......。废话太多了,打住。
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