Център за върхови постижения за защитно оборудване и материали (CEPEM), 1280 Main St. W., Hamilton, ON, Канада
Използвайте връзката по-долу, за да споделите пълната текстова версия на тази статия с вашите приятели и колеги.Научете повече.
Агенциите за обществено здраве препоръчват общностите да използват маски, за да намалят разпространението на болести, предавани по въздуха, като COVID-19.Когато маската действа като високоефективен филтър, разпространението на вируса ще бъде намалено, така че е важно да се оцени ефективността на филтриране на частици (PFE) на маската.Въпреки това високите разходи и дългите срокове, свързани със закупуването на PFE система до ключ или наемането на акредитирана лаборатория, възпрепятстват тестването на филтърните материали.Съществува очевидна необходимост от „персонализирана“ PFE тестова система;въпреки това, различните стандарти, които предписват PFE тестване на (медицински) маски (например ASTM International, NIOSH), се различават значително по отношение на яснотата на техните протоколи и насоки.Тук е описано разработването на „вътрешна“ PFE система и метод за тестване на маски в контекста на настоящите стандарти за медицински маски.Съгласно международните стандарти на ASTM, системата използва аерозоли от латексови сфери (0,1 µm номинален размер) и използва лазерен анализатор на частици за измерване на концентрацията на частици преди и след материала на маската.Извършвайте PFE измервания на различни обичайни тъкани и медицински маски.Методът, описан в тази работа, отговаря на настоящите стандарти за тестване на PFE, като същевременно осигурява гъвкавост за адаптиране към променящите се нужди и условия на филтриране.
Агенциите за обществено здравеопазване препоръчват на населението като цяло да носи маски, за да ограничи разпространението на COVID-19 и други болести, предавани от капчици и аерозол.[1] Изискването за носене на маски е ефективно за намаляване на предаването и [2] показва, че нетестваните обществени маски осигуряват полезно филтриране.Всъщност проучванията с моделиране показват, че намаляването на предаването на COVID-19 е почти пропорционално на комбинирания продукт от ефективността на маската и степента на приемане и тези и други мерки, базирани на населението, имат синергичен ефект при намаляване на хоспитализациите и смъртните случаи.[3]
Броят на сертифицираните медицински маски и респиратори, необходими на здравните и други работници на първа линия, се е увеличил драстично, поставяйки предизвикателства пред съществуващите вериги за производство и доставки и карайки новите производители бързо да тестват и сертифицират нови материали.Организации като ASTM International и Националния институт по безопасност и здраве при работа (NIOSH) са разработили стандартизирани методи за тестване на медицински маски;обаче подробностите за тези методи варират значително и всяка организация е установила свои собствени стандарти за изпълнение.
Ефективността на филтриране на частици (PFE) е най-важната характеристика на маската, тъй като е свързана със способността й да филтрира малки частици като аерозоли.Медицинските маски трябва да отговарят на конкретни цели за PFE [4-6], за да бъдат сертифицирани от регулаторни агенции като ASTM International или NIOSH.Хирургическите маски са сертифицирани от ASTM, а респираторите N95 са сертифицирани от NIOSH, но и двете маски трябва да преминат специфични PFE гранични стойности.Например, маските N95 трябва да постигнат 95% филтрация за аерозоли, съставени от солни частици със среден диаметър от 0,075 µm, докато хирургическите маски ASTM 2100 L3 трябва да постигнат 98% филтрация за аерозоли, съставени от латексови топки със среден диаметър 0,1 µm Филтър .
Първите две опции са скъпи (>1000$ на тестова проба, изчислено на >150 000$ за определено оборудване), а по време на пандемията от COVID-19 има забавяния поради дълги срокове за доставка и проблеми с доставката.Високата цена на тестването на PFE и ограничените права за достъп – съчетани с липсата на съгласувани насоки за стандартизирани оценки на ефективността – накараха изследователите да използват различни персонализирани системи за тестване, които често се основават на един или повече стандарти за сертифицирани медицински маски.
Специалното оборудване за тестване на материала на маската, намерено в съществуващата литература, обикновено е подобно на гореспоменатите стандарти NIOSH или ASTM F2100/F2299.Изследователите обаче имат възможност да избират или променят дизайна или работните параметри според предпочитанията си.Например, използвани са промени в повърхностната скорост на пробата, скоростта на потока въздух/аерозол, размера на пробата (площ) и състава на аерозолните частици.Много скорошни проучвания са използвали персонализирано оборудване за оценка на материалите за маски.Това оборудване използва аерозоли от натриев хлорид и е близко до стандартите на NIOSH.Например, Rogak et al.(2020), Zangmeister et al.(2020), Drunic et al.(2020) и Joo et al.(2021) Цялото конструирано оборудване ще произвежда аерозол от натриев хлорид (различни размери), който се неутрализира чрез електрически заряд, разрежда се с филтриран въздух и се изпраща към пробата от материала, където оптичен размер на частици, кондензирани частици от различни Комбинирано измерване на концентрацията на частици [9, 14-16] Konda et al.(2020) и Hao et al.(2020) Подобно устройство е създадено, но неутрализаторът на заряда не е включен.[8, 17] В тези изследвания скоростта на въздуха в пробата варира между 1 и 90 L min-1 (понякога за откриване на ефекти поток/скорост);скоростта на повърхността обаче беше между 5,3 и 25 cm s-1.Размерът на пробата изглежда варира между ≈3,4 и 59 cm2.
Напротив, има малко проучвания за оценка на материалите за маска чрез оборудване, използващо латексов аерозол, който е близо до стандарта ASTM F2100/F2299.Например, Bagheri et al.(2021), Shakya et al.(2016) и Lu et al.(2020) Конструира устройство за производство на аерозол от полистиренов латекс, който се разрежда и изпраща към материални проби, където се използват различни анализатори на частици или сканиращи анализатори на размера на частиците за мобилност за измерване на концентрацията на частици.[18-20] И Lu et al.След техния аерозолен генератор е използван неутрализатор на заряда, а авторите на другите две проучвания не са го направили.Дебитът на въздушния поток в пробата също се промени леко - но в границите на стандарта F2299 - от ≈7,3 до 19 L min-1.Скоростта на въздушната повърхност, изследвана от Bagheri et al.е съответно 2 и 10 cm s–1 (в рамките на стандартния диапазон).И Lu et al., и Shakya et al.[18-20] В допълнение, авторът и Shakya et al.тествани латексови сфери с различни размери (т.е. като цяло от 20 nm до 2500 nm).И Lu et al.Поне в някои от техните тестове те използват определения размер на частиците от 100 nm (0,1 µm).
В тази работа ние описваме предизвикателствата, пред които сме изправени при създаването на PFE устройство, което съответства на съществуващите стандарти ASTM F2100/F2299, доколкото е възможно.Сред основните популярни стандарти (т.е. NIOSH и ASTM F2100/F2299), стандартът ASTM осигурява по-голяма гъвкавост в параметрите (като скорост на въздушния поток) за изследване на ефективността на филтриране, която може да повлияе на PFE в немедицински маски.Въпреки това, както беше показано, тази гъвкавост осигурява допълнително ниво на сложност при проектирането на такова оборудване.
Химикалите са закупени от Sigma-Aldrich и използвани така, както са.Стиреновият мономер (≥99%) се пречиства през стъклена колона, съдържаща средство за отстраняване на инхибитор на алуминиев оксид, което е предназначено да отстранява терт-бутилкатехол.Дейонизирана вода (≈0,037 µS cm–1) идва от системата за пречистване на вода Sartorius Arium.
100% памук с гладко тъкане (Muslin CT) с номинално тегло от 147 gm-2 идва от Veratex Lining Ltd., QC, а сместа бамбук/спандекс идва от D. Zinman Textiles, QC.Други кандидат-материали за маски идват от местни търговци на платове (Fabricland).Тези материали включват две различни тъкани от 100% памук (с различни щампи), една трикотажна тъкан памук/спандекс, две трикотажни тъкани памук/полиестер (една „универсална” и една „плат за пуловер”) и смес от нетъкан памук/полипропилен памучна вата.Таблица 1 показва обобщение на известните свойства на тъканта.За да се сравни новото оборудване, от местните болници бяха получени сертифицирани медицински маски, включително сертифицирани по ASTM 2100 ниво 2 (L2) и ниво 3 (L3; Halyard) медицински маски и респиратори N95 (3M).
Кръгла проба с диаметър приблизително 85 mm беше изрязана от всеки материал за изпитване;не са правени допълнителни модификации на материала (например пране).Затегнете платнената примка в държача на пробата на PFE устройството за тестване.Реалният диаметър на образеца в контакт с въздушния поток е 73 mm, а останалите материали се използват за плътно фиксиране на образеца.При сглобената маска страната, която докосва лицето, е далеч от аерозола на доставения материал.
Синтез на монодисперсни анионни полистиренови латексови сфери чрез емулсионна полимеризация.Съгласно процедурата, описана в предишното изследване, реакцията се провежда в полупартиден режим на мономерно гладуване.[21, 22] Добавете дейонизирана вода (160 mL) към 250 mL тригърлена облодънна колба и я поставете в разбъркваща маслена баня.След това колбата се продухва с азот и към продуханата, разбърквана колба се добавя несъдържащ инхибитор стиренов мономер (2.1 mL).След 10 минути при 70 °C, добавете натриев лаурил сулфат (0.235 g), разтворен в дейонизирана вода (8 mL).След още 5 минути се добавя калиев персулфат (0.5 g), разтворен в дейонизирана вода (2 mL).През следващите 5 часа използвайте помпа със спринцовка, за да инжектирате бавно допълнителен стирен без инхибитори (20 mL) в колбата със скорост 66 µL min-1.След завършване на вливането на стирол реакцията продължава още 17 часа.След това колбата се отваря и охлажда, за да завърши полимеризацията.Синтезираната полистиролова латексна емулсия се диализира срещу дейонизирана вода в диализна тръба SnakeSkin (прекъсване на молекулното тегло 3500 Da) в продължение на пет дни и дейонизираната вода се сменя всеки ден.Отстранете емулсията от диализната тръба и я съхранявайте в хладилник при 4°C до употреба.
Динамичното разсейване на светлината (DLS) се извършва с анализатор Brookhaven 90Plus, дължината на вълната на лазера е 659 nm, а ъгълът на детектора е 90 °.Използвайте вградения софтуер за разтвор на частици (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation), за да анализирате данните.Латексовата суспензия се разрежда с дейонизирана вода, докато броят на частиците стане приблизително 500 хиляди отброявания в секунда (kcps).Размерът на частиците е определен като 125 ± 3 nm, а докладваната полидисперсност е 0,289 ± 0,006.
Анализатор на зета потенциала ZetaPlus (Brookhaven Instruments Corp.) беше използван за получаване на измерената стойност на зета потенциала в режим на разсейване на светлината за фазов анализ.Пробата се приготвя чрез добавяне на аликвотна част от латекс към 5 × 10-3m разтвор на NaCl и разреждане на латексната суспензия отново, за да се постигне брой на частиците от приблизително 500 kcps.Бяха извършени пет повторени измервания (всяко състоящо се от 30 цикъла), което доведе до стойност на зета потенциал от -55,1 ± 2,8 mV, където грешката представлява стандартното отклонение на средната стойност на петте повторения.Тези измервания показват, че частиците са отрицателно заредени и образуват стабилна суспензия.Данните за DLS и зета потенциала могат да бъдат намерени в помощните информационни таблици S2 и S3.
Изградихме оборудването в съответствие с международните стандарти на ASTM, както е описано по-долу и показано на Фигура 1. Аерозолният генератор на модула за атомизация Blaustein с една струя (BLAM; CHTech) се използва за производство на аерозоли, съдържащи латексови топки.Филтрираният въздушен поток (получен през серийно филтрите Whatman 0,3 µm HEPA-CAP и 0,2 µm POLYCAP TF на GE Healthcare) влиза в аерозолния генератор при налягане от 20 psi (6,9 kPa) и пулверизира част от 5 mg L-1 суспензия Течността се инжектира в латексовата топка на оборудването чрез помпа със спринцовка (KD Scientific Model 100).Аерозолните мокри частици се изсушават чрез преминаване на въздушния поток, напускащ аерозолния генератор през тръбен топлообменник.Топлообменникът се състои от 5/8” тръба от неръждаема стомана, навита с нагревателна намотка с дължина 8 фута.Изходната мощност е 216 W (BriskHeat).Според неговия регулируем циферблат мощността на нагревателя е настроена на 40% от максималната стойност на устройството (≈86 W);това води до средна температура на външната стена от 112 °C (стандартно отклонение ≈1 °C), която се определя чрез измерване с повърхностно монтирана термодвойка (Taylor USA).Фигура S4 в поддържащата информация обобщава производителността на нагревателя.
След това изсушените пулверизирани частици се смесват с по-голям обем филтриран въздух, за да се постигне обща скорост на въздушния поток от 28,3 L min-1 (т.е. 1 кубичен фут в минута).Тази стойност е избрана, защото е точният дебит на инструмента за лазерен анализатор на частици, който взема проби след системата.Въздушният поток, носещ латексните частици, се изпраща към една от двете идентични вертикални камери (т.е. тръби от неръждаема стомана с гладки стени): „контролна“ камера без материал за маска или кръгло изрязана камера за „проба“ – използвайте разглобяем Държачът за пробата се поставя извън тъканта.Вътрешният диаметър на двете камери е 73 mm, което съответства на вътрешния диаметър на държача на пробата.Държачът на пробата използва набраздени пръстени и вдлъбнати болтове за плътно уплътняване на материала на маската и след това вмъкнете подвижната скоба в пролуката на камерата за пробата и я запечатайте плътно в устройството с гумени уплътнения и скоби (Фигура S2, помощна информация).
Диаметърът на пробата от плат в контакт с въздушния поток е 73 mm (площ = 41,9 cm2);той е запечатан в камерата за проби по време на изпитването.Въздушният поток, напускащ камерата за „контрол“ или „проба“, се прехвърля към лазерен анализатор на частици (система за измерване на частици LASAIR III 110) за измерване на броя и концентрацията на латексовите частици.Анализаторът на частици определя долната и горната граница на концентрацията на частици, съответно 2 × 10-4 и ≈34 частици на кубичен фут (7 и ≈950 000 частици на кубичен фут).За измерване на концентрацията на латексните частици, концентрацията на частиците се отчита в „кутия“ с долна граница и горна граница от 0,10–0,15 µm, съответстваща на приблизителния размер на синглетните латексови частици в аерозола.Могат обаче да се използват други размери на контейнери и могат да се оценяват няколко контейнера едновременно с максимален размер на частиците от 5 µm.
Оборудването включва и друго оборудване, като оборудване за промиване на камерата и анализатора на частици с чист филтриран въздух, както и необходимите клапани и инструменти (Фигура 1).Пълните диаграми на тръбопроводите и инструментите са показани на Фигура S1 и Таблица S1 от поддържащата информация.
По време на експеримента латексовата суспензия се инжектира в аерозолния генератор при скорост на потока от ≈60 до 100 µL min-1, за да се поддържа стабилен изход на частици, приблизително 14-25 частици на кубичен сантиметър (400 000 на кубичен сантиметър) 700 000 частици).Крака) в контейнер с размер 0,10–0,15 µm.Този диапазон на дебита е необходим поради наблюдаваните промени в концентрацията на латексови частици надолу по веригата на аерозолния генератор, което може да се дължи на промени в количеството латексова суспензия, уловено от уловителя на течността на аерозолния генератор.
За да се измери PFE на дадена проба от плат, аерозолът от латексови частици първо се прехвърля през контролната зала и след това се насочва към анализатора на частици.Непрекъснато измервайте концентрацията на три частици в бърза последователност, всяка с продължителност една минута.Анализаторът на частици отчита средната за времето концентрация на частици по време на анализа, т.е. средната концентрация на частици за една минута (28,3 L) от пробата.След извършване на тези базови измервания за установяване на стабилен брой частици и дебит на газ, аерозолът се прехвърля в камерата за проби.След като системата достигне равновесие (обикновено 60-90 секунди), се правят още три последователни едноминутни измервания в бърза последователност.Тези измервания на пробата представляват концентрацията на частици, преминаващи през пробата на тъканта.Впоследствие, чрез разделяне на аерозолния поток обратно към контролната зала, бяха направени още три измервания на концентрацията на частици от контролната зала, за да се провери, че концентрацията на частици нагоре по веригата не се е променила съществено по време на целия процес на оценка на пробата.Тъй като дизайнът на двете камери е еднакъв - с изключение на това, че камерата за пробата може да побере държача на пробата - условията на потока в камерата могат да се считат за еднакви, така че концентрацията на частици в газа, напускащ контролната камера и камерата за пробата може да се сравни.
За да поддържате живота на инструмента за анализатор на частици и да премахнете аерозолните частици в системата между всеки тест, използвайте HEPA филтрирана въздушна струя, за да почистите анализатора на частици след всяко измерване и почистете камерата за проби, преди да смените пробите.Моля, вижте Фигура S1 в информацията за поддръжка за схематична диаграма на системата за продухване с въздух на устройството PFE.
Това изчисление представлява единично „повторено“ измерване на PFE за единична проба от материал и е еквивалентно на изчислението на PFE в ASTM F2299 (Уравнение (2)).
Материалите, посочени в § 2.1, бяха подложени на аерозолно действие с латексни аерозоли, използвайки PFE оборудването, описано в § 2.3, за да се определи тяхната годност като материали за маска.Фигура 2 показва показанията, получени от анализатора на концентрация на частици, и стойностите на PFE на тъкани за пуловери и материали за вата се измерват едновременно.Бяха извършени три анализа на проби за общо два материала и шест повторения.Очевидно първото четене в набор от три четения (защриховани с по-светъл цвят) обикновено е различно от другите две четения.Например, първото отчитане се различава от средното на другите две отчитания в 12-15 тройки на фигура 2 с повече от 5%.Това наблюдение е свързано с баланса на въздуха, съдържащ аерозол, преминаващ през анализатора на частици.Както е обсъдено в Материали и методи, равновесните показания (втори и трети контролни и пробни показания) бяха използвани за изчисляване на PFE в тъмносини и червени нюанси съответно на Фигура 2.Като цяло, средната PFE стойност на трите повторения е 78% ± 2% за плат за пуловер и 74% ± 2% за памучен материал за вата.
За сравняване на производителността на системата бяха оценени и сертифицирани по ASTM 2100 медицински маски (L2, L3) и респиратори NIOSH (N95).Стандартът ASTM F2100 определя ефективността на филтриране на субмикронни частици на частици от 0,1 µm на маски от ниво 2 и ниво 3 да бъде съответно ≥ 95% и ≥ 98%.[5] По подобен начин сертифицираните от NIOSH респиратори N95 трябва да показват ефективност на филтриране от ≥95% за атомизирани наночастици NaCl със среден диаметър от 0,075 µm.[24] Rengasamy et al.Според доклади подобни маски N95 показват PFE стойност от 99,84%–99,98%, [25] Zangmeister et al.Според докладите техният N95 произвежда минимална ефективност на филтриране над 99,9%, [14] докато Joo et al.Според докладите маските 3M N95 произвеждат 99% от PFE (300 nm частици), [16] и Hao et al.Отчетеният N95 PFE (300 nm частици) е 94,4%.[17] За двете маски N95, оспорени от Shakya et al.с 0,1 µm латексови топки, PFE спадна грубо между 80% и 100%.[19] Когато Lu et al.Използвайки латексови топки с еднакъв размер за оценка на маски N95, се съобщава, че средният PFE е 93,8%.[20] Резултатите, получени с помощта на оборудването, описано в тази работа, показват, че PFE на маската N95 е 99,2 ± 0,1%, което е в добро съответствие с повечето предишни проучвания.
Хирургическите маски също са тествани в няколко проучвания.Хирургическите маски на Hao et al.показаха PFE (300 nm частици) от 73,4%, [17] докато трите хирургически маски, тествани от Drewnick et al.Произведеният PFE варира от приблизително 60% до почти 100%.[15] (Последната маска може да е сертифициран модел.) Въпреки това, Zangmeister et al.Според докладите минималната ефективност на филтриране на двете тествани хирургически маски е само малко по-висока от 30%, [14] много по-ниска от хирургическите маски, тествани в това проучване.По подобен начин „синята хирургическа маска“, тествана от Joo et al.Докажете, че PFE (300 nm частици) е само 22%.[16] Shakya et al.съобщава, че PFE на хирургически маски (използващи 0,1 µm латексови частици) е намалял грубо с 60-80%.[19] Използвайки латексови топки със същия размер, хирургическата маска на Lu et al. дава среден резултат от PFE от 80,2%.[20] За сравнение, PFE на нашата маска L2 е 94,2 ± 0,6%, а PFE на маската L3 е 94,9 ± 0,3%.Въпреки че тези PFE превъзхождат много PFE в литературата, трябва да отбележим, че почти няма ниво на сертифициране, споменато в предишното изследване, а нашите хирургически маски са получили сертификати от ниво 2 и ниво 3.
По същия начин, по който бяха анализирани кандидат материалите за маска на Фигура 2, бяха извършени три теста на останалите шест материала, за да се определи тяхната пригодност в маската и да се демонстрира работата на PFE устройството.Фигура 3 изобразява PFE стойностите на всички тествани материали и ги сравнява с PFE стойностите, получени чрез оценка на сертифицирани L3 и N95 материали за маски.От 11 маски/кандидат материали за маски, избрани за тази работа, може ясно да се види широка гама от характеристики на PFE, варираща от ≈10% до близо 100%, в съответствие с други проучвания [8, 9, 15] и индустриални дескриптори Няма ясна връзка между PFE и PFE.Например, материали с подобен състав (две проби от 100% памук и памучен муселин) показват много различни стойности на PFE (съответно 14%, 54% и 13%).Но от съществено значение е ниска производителност (например 100% памук A; PFE ≈ 14%), средна производителност (например 70%/30% смес памук/полиестер; PFE ≈ 49%) и висока производителност (напр. плат за пуловер; PFE ≈ 78%) Платът може да бъде ясно идентифициран с помощта на оборудването за PFE, описано в тази работа.Особено тъканите за пуловери и памучните материали за вата се представиха много добре, като PFE варираха от 70% до 80%.Такива високоефективни материали могат да бъдат идентифицирани и анализирани по-подробно, за да се разберат характеристиките, които допринасят за тяхната висока ефективност на филтриране.Искаме обаче да напомним, че тъй като резултатите от PFE на материали с подобни промишлени описания (т.е. памучни материали) са много различни, тези данни не показват кои материали са широко полезни за платнени маски и ние не възнамеряваме да правим изводи за свойствата- материални категории.Връзката на изпълнението.Предоставяме конкретни примери за демонстриране на калибриране, показваме, че измерването покрива целия диапазон на възможна ефективност на филтриране и даваме размера на грешката при измерване.
Получихме тези PFE резултати, за да докажем, че нашето оборудване има широк спектър от възможности за измерване, ниска грешка и в сравнение с данните, получени в литературата.Например, Zangmeister et al.Докладват се резултатите от PFE за няколко тъкани памучни тъкани (напр. „Памук 1-11″) (89 до 812 нишки на инч).В 9 от 11-те материала „минималната ефективност на филтриране“ варира от 0% до 25%;PFE на другите два материала е около 32%.[14] По подобен начин Konda et al.Докладват се данните за PFE на две памучни тъкани (80 и 600 TPI; 153 и 152 gm-2).PFE варира съответно от 7% до 36% и 65% до 85%.В изследването на Drewnick et al., в еднослойни памучни тъкани (т.е. памук, памучен трикотаж, молетон; 139–265 TPI; 80–140 gm–2), обхватът на материала PFE е около 10% до 30%.В проучването на Joo et al., техният 100% памучен материал има PFE от 8% (300 nm частици).Багери и др.използвани частици от полистиренов латекс от 0,3 до 0,5 µm.Измерен е PFE на шест памучни материала (120-200 TPI; 136-237 gm-2), вариращи от 0% до 20%.[18] Следователно повечето от тези материали са в добро съгласие с резултатите за PFE на нашите три памучни тъкани (т.е. Veratex Muslin CT, Fabric Store Cottons A и B), а средната им ефективност на филтриране е съответно 13%, 14% и .54%.Тези резултати показват, че има големи разлики между памучните материали и че свойствата на материала, които водят до висок PFE (т.е. 600 TPI памук на Konda et al.; нашият памук B) са слабо разбрани.
Когато правим тези сравнения, признаваме, че е трудно да се намерят материали, тествани в литературата, които имат същите характеристики (т.е. състав на материала, тъкане и плетене, TPI, тегло и т.н.) с материалите, тествани в това проучване, и следователно не може да се сравнява директно.Освен това разликите в инструментите, използвани от авторите, и липсата на стандартизация затрудняват правенето на добри сравнения.Независимо от това, ясно е, че връзката ефективност/производителност на обикновените тъкани не е добре разбрана.Материалите ще бъдат допълнително тествани със стандартизирано, гъвкаво и надеждно оборудване (като оборудването, описано в тази работа), за да се определят тези връзки.
Въпреки че има обща статистическа грешка (0-5%) между едно повторение (0-4%) и пробите, анализирани в три екземпляра, оборудването, предложено в тази работа, се оказа ефективен инструмент за тестване на PFE на различни материали.Обикновени тъкани до сертифицирани медицински маски.Струва си да се отбележи, че сред 11-те материала, тествани за Фигура 3, грешката на разпространение σprop надвишава стандартното отклонение между измерванията на PFE на единична проба, тоест σsd на 9 от 11 материала;тези две изключения възникват при много висока PFE стойност (т.е. L2 и L3 маска).Въпреки че резултатите, представени от Rengasamy et al.Показвайки, че разликата между повтарящите се проби е малка (т.е. пет повторения <0,29%), [25] те изследват материали с високи известни филтриращи свойства, предназначени специално за производство на маски: самият материал може да е по-равномерен и тестът също е този областта на обхвата на PFE може да бъде по-последователна.Като цяло резултатите, получени с помощта на нашето оборудване, са в съответствие с PFE данните и стандартите за сертифициране, получени от други изследователи.
Въпреки че PFE е важен индикатор за измерване на ефективността на маска, в този момент трябва да напомним на читателите, че цялостен анализ на бъдещите материали за маски трябва да вземе предвид други фактори, тоест пропускливостта на материала (т.е. чрез спад на налягането или тест за диференциално налягане ).Има разпоредби в ASTM F2100 и F3502.Приемливата дишаемост е от съществено значение за комфорта на носещия и предотвратяване на изтичане на ръба на маската по време на дишане.Тъй като PFE и въздухопропускливостта на много общи материали обикновено са обратно пропорционални, измерването на спада на налягането трябва да се извърши заедно с измерването на PFE, за да се оцени по-пълно работата на материала на маската.
Препоръчваме насоките за конструиране на PFE оборудване в съответствие с ASTM F2299 да са от съществено значение за непрекъснато подобряване на стандартите, генериране на изследователски данни, които могат да се сравняват между изследователските лаборатории, и подобряване на аерозолната филтрация.Разчитайте само на стандарта NIOSH (или F3502), който определя едно устройство (TSI 8130A) и ограничава изследователите да купуват устройства до ключ (например TSI системи).Разчитането на стандартизирани системи като TSI 8130A е важно за сегашното стандартно сертифициране, но ограничава развитието на маски, респиратори и други технологии за аерозолно филтриране, които противоречат на напредъка на научните изследвания.Струва си да се отбележи, че стандартът NIOSH е разработен като метод за тестване на респиратори при сурови условия, очаквани, когато това оборудване е необходимо, но за разлика от тях хирургическите маски се тестват по методите ASTM F2100/F2299.Формата и стилът на обществените маски приличат повече на хирургически маски, което не означава, че имат отлична ефективност на филтриране като N95.Ако хирургическите маски все още се оценяват в съответствие с ASTM F2100/F2299, обикновените тъкани трябва да се анализират с помощта на метод, по-близък до ASTM F2100/F2299.В допълнение, ASTM F2299 позволява допълнителна гъвкавост в различни параметри (като скорост на въздушния поток и повърхностна скорост при проучвания за ефективност на филтриране), което може да го направи приблизително превъзходен стандарт в изследователска среда.
Време на публикуване: 30 август 2021 г