測(cè)試條件對(duì)一次性醫(yī)用口罩通氣阻力的影響

測(cè)試條件對(duì)一次性醫(yī)用口罩通氣阻力的影響

2020年初，對(duì)醫(yī)用材料和醫(yī)療資源（mashm）的需求有所增加。其中DMMs通氣阻力性能影響因素眾多，相關(guān)文獻(xiàn)1實(shí)驗(yàn)1.1試驗(yàn)儀器和儀器ZR-1200型醫(yī)用外科口罩阻力測(cè)試儀，青島眾瑞智能儀器有限公司；高低溫交變濕熱箱，型號(hào)KTHA-415TBS，廣州慶聲電子科技有限公司；二次元影像測(cè)試儀，型號(hào)YVM-3020CSPC，東莞市源興光學(xué)儀器有限公司。試驗(yàn)樣品選取市面不同廠家生產(chǎn)的一次性醫(yī)用口罩，合計(jì)4個(gè)品牌如圖1所示。1.2測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和條件1.2.1國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于口罩通氣阻力測(cè)試流量的規(guī)定，如表1所示。1.2.2測(cè)試條件測(cè)試環(huán)境室溫（18～25℃），氣體流量8L/min，測(cè)試時(shí)間15s。1.3計(jì)算公共格式通過(guò)壓差計(jì)或等效設(shè)備測(cè)定口罩兩側(cè)壓差，按公式（1）計(jì)算通氣阻力。式中：ΔP試驗(yàn)樣品每平方厘米面積的壓力差值，Pa/cm2結(jié)果與討論2.1測(cè)定次數(shù)測(cè)試結(jié)果選取不同廠家共計(jì)4個(gè)品牌的口罩，對(duì)口罩中部位置平行測(cè)定10次，測(cè)試結(jié)果如表2所示。從表2可知，不同品牌口罩10次測(cè)定結(jié)果間標(biāo)準(zhǔn)偏差均很低，說(shuō)明測(cè)試穩(wěn)定性及一致性較好，因此測(cè)試本身對(duì)通氣阻力影響可忽略不計(jì)。2.2氣體流量測(cè)試選取4個(gè)品牌的口罩，以5種氣體流量對(duì)口罩中部位置進(jìn)行測(cè)試，每種流量平行測(cè)定3次，取其平均值；不同氣體流量測(cè)試結(jié)果如圖2所示。從圖2中可知，其他條件不變，隨氣體流量的增加，不同品牌口罩通氣阻力均有大幅上升，且均呈線性。由達(dá)西公式可知阻力與無(wú)紡布厚度與氣體速度的一次方成正比2.3測(cè)試結(jié)果的測(cè)定對(duì)于DMMs測(cè)試位置，各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定皆不相同如表3所示。實(shí)驗(yàn)隨機(jī)選取品牌1的口罩，測(cè)試口罩不同氣流方向，且每個(gè)方向測(cè)試5個(gè)不同位置，每個(gè)位置平行測(cè)定10個(gè)樣本，取平均值作為測(cè)試結(jié)果，如圖3所示。從圖3中可知，其他測(cè)試條件不變，不同氣流方向通氣阻力無(wú)明顯差異，對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，t統(tǒng)計(jì)量等于1，小于t雙尾臨界值2.776445，在置信度α為0.05的情況下，氣流方向?qū)ν庾枇o(wú)影響。同樣從圖3可知，品牌1口罩不同位置其通氣阻力有較大差異，左下部與右上部差值在6Pa/cm2.4通氣阻力對(duì)比隨機(jī)選取4個(gè)品牌口罩，分別測(cè)試口罩未預(yù)處理和預(yù)處理狀態(tài)，測(cè)試方法和預(yù)處理?xiàng)l件按歐標(biāo)BSEN14683規(guī)定，試樣在（21±5）℃&（85±5)%R.H環(huán)境下調(diào)節(jié)至少4h；測(cè)試結(jié)果匯總?cè)鐖D5所示。由圖5可知，其他條件不變情況下，各品牌口罩經(jīng)預(yù)處理后的通氣阻力均與未處理試樣出現(xiàn)偏差，但差異較小。對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，t統(tǒng)計(jì)量等于3.810512，大于t雙尾臨界值3.182446，在置信度α為0.05的情況下，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，口罩預(yù)處理對(duì)口罩通氣阻力具有一定的影響，據(jù)相關(guān)資料研究數(shù)據(jù)針對(duì)DMMS通氣阻力檢測(cè)中是否進(jìn)行預(yù)處理，各標(biāo)準(zhǔn)意見(jiàn)不一，標(biāo)準(zhǔn)BSEN14683中規(guī)定樣品需在（21±5）℃&（85±5)%R.H環(huán)境下調(diào)節(jié)至少4h，而標(biāo)準(zhǔn)YY0469、ASTMF2100和YY/T0969卻沒(méi)有進(jìn)行規(guī)定；筆者認(rèn)為從另一角度看口罩在運(yùn)輸中一直處于長(zhǎng)時(shí)間封閉環(huán)境，溫濕度都很高，同時(shí)人在長(zhǎng)時(shí)間佩戴時(shí)呼出氣體的濕度也很高；因此DMMs預(yù)處理將是模擬上述過(guò)程檢驗(yàn)口罩性能是否發(fā)生變化的一種有效手段。2.5加載狀態(tài)下測(cè)試結(jié)果選取不同廠家共計(jì)4個(gè)品牌的口罩，對(duì)口罩中部位置測(cè)試，測(cè)試設(shè)備在前10s處于流量加載狀態(tài)，10s后結(jié)果趨于穩(wěn)定，最大測(cè)試時(shí)間為50s；選擇時(shí)間10、15、20、30、50s，每個(gè)時(shí)間平行測(cè)定3次，取平均值作為測(cè)試結(jié)果如表4所示。從表4中可知，其他測(cè)試條件不變的情況下，測(cè)試時(shí)間變化對(duì)各品牌口罩通氣阻力沒(méi)有明顯影響。3氣體流量對(duì)通氣阻力影響分析結(jié)果本文針對(duì)DMMS通氣阻力的影響，從測(cè)試設(shè)備穩(wěn)定性、氣體流量、樣品不同位置、氣流方向、預(yù)處理、測(cè)試時(shí)間6個(gè)方面展開(kāi)研究，主要結(jié)論如下：1）氣體流量對(duì)口罩通氣阻力有明顯影響，且隨著氣體流量增加通氣阻力線性上升，故各相關(guān)方應(yīng)對(duì)設(shè)備氣體流量準(zhǔn)確計(jì)量，以提高測(cè)試穩(wěn)定性和比對(duì)一致性。2）樣品不同測(cè)試位置的通氣阻力差異明顯，這主要因?yàn)榭谡诌^(guò)濾材料布面纖維疊加不均勻造成。各相關(guān)方在測(cè)試中，如對(duì)位置沒(méi)有規(guī)定，可遵循歐標(biāo)的方法，取5個(gè)不同區(qū)域平均值作為判定結(jié)果，以期更準(zhǔn)