Қорғаныс құралдары мен материалдарының шеберлік орталығы (CEPEM), 1280 Main St. W., Гамильтон, ON, Канада
Осы мақаланың толық мәтіндік нұсқасын достарыңызбен және әріптестеріңізбен бөлісу үшін төмендегі сілтемені пайдаланыңыз.көбірек білу үшін.
Қоғамдық денсаулық сақтау агенттіктері қауымдастықтарға COVID-19 сияқты ауадағы аурулардың таралуын азайту үшін бетперделерді қолдануды ұсынады.Маска жоғары тиімді сүзгі ретінде әрекет еткенде, вирустың таралуы азаяды, сондықтан масканың бөлшектерді сүзу тиімділігін (PFE) бағалау маңызды.Дегенмен, «кілтке тапсырылған» PFE жүйесін сатып алуға немесе аккредиттелген зертхананы жалдауға байланысты жоғары шығындар мен ұзақ уақыт мерзімі сүзгі материалдарын сынауға кедергі келтіреді.«Таңдалған» PFE сынақ жүйесіне қажеттілік анық;дегенмен, (медициналық) маскаларды PFE сынауын белгілейтін әртүрлі стандарттар (мысалы, ASTM International, NIOSH) олардың хаттамалары мен нұсқауларының анықтығында айтарлықтай ерекшеленеді.Мұнда қазіргі медициналық маска стандарттары контекстінде бетперделерді сынау әдісі мен «ішкі» PFE жүйесін әзірлеу сипатталған.ASTM халықаралық стандарттарына сәйкес жүйе латекс сфераларын (0,1 мкм номиналды өлшем) аэрозольдерді пайдаланады және маска материалының жоғары және төменгі ағынындағы бөлшектердің концентрациясын өлшеу үшін лазерлік бөлшектер анализаторын пайдаланады.Әр түрлі жалпы маталар мен медициналық маскаларда PFE өлшемдерін орындаңыз.Бұл жұмыста сипатталған әдіс өзгермелі қажеттіліктерге және сүзу жағдайларына бейімделу икемділігін қамтамасыз ете отырып, PFE тестілеуінің ағымдағы стандарттарына сәйкес келеді.
Қоғамдық денсаулық сақтау органдары COVID-19 және басқа да тамшылар мен аэрозоль арқылы берілетін аурулардың таралуын шектеу үшін жалпы халыққа бетперде киюді ұсынады.[1] Бетперде кию талабы жұқтыруды азайтуда тиімді және [2] тексерілмеген қауымдық маскалар пайдалы сүзуді қамтамасыз ететінін көрсетеді.Шын мәнінде, модельдеу зерттеулері COVID-19 берілуінің төмендеуі маска тиімділігі мен бала асырап алу жылдамдығының біріктірілген өніміне дерлік пропорционалды екенін көрсетті және осы және басқа халыққа негізделген шаралар ауруханаға жатқызу мен өлімді азайтуға синергетикалық әсер етеді.[3]
Медициналық және басқа да алдыңғы қатардағы қызметкерлерге қажет сертификатталған медициналық маскалар мен респираторлардың саны күрт өсті, бұл қолданыстағы өндіріс пен жеткізу тізбегіне қиындықтар туғызды және жаңа өндірушілердің жаңа материалдарды тез сынап, сертификаттауына себеп болды.ASTM International және Ұлттық еңбекті қорғау және қауіпсіздік институты (NIOSH) сияқты ұйымдар медициналық маскаларды сынаудың стандартталған әдістерін әзірледі;дегенмен, бұл әдістердің егжей-тегжейлері әртүрлі және әр ұйым өзінің өнімділік стандарттарын белгіледі.
Бөлшектерді сүзу тиімділігі (PFE) масканың ең маңызды сипаттамасы болып табылады, өйткені ол аэрозольдер сияқты ұсақ бөлшектерді сүзу қабілетіне байланысты.ASTM International немесе NIOSH сияқты реттеуші агенттіктерден сертификатталуы үшін медициналық маскалар PFE нақты мақсаттарына[4-6] сәйкес келуі керек.Хирургиялық маскалар ASTM сертификатымен, ал N95 респираторлары NIOSH сертификатымен сертификатталған, бірақ екі маска да арнайы PFE шектік мәндерін өтуі керек.Мысалы, N95 маскалары орташа диаметрі 0,075 мкм болатын тұз бөлшектерінен тұратын аэрозольдар үшін 95% фильтрацияға қол жеткізуі керек, ал ASTM 2100 L3 хирургиялық маскалары орташа диаметрі 0,1 мкм сүзгі латекс шарларынан тұратын аэрозольдер үшін 98% сүзуге жетуі керек. .
Алғашқы екі нұсқа қымбат (бір сынақ үлгісі үшін > 1 000 доллар, көрсетілген жабдық үшін > 150 000 доллар деп бағаланады) және COVID-19 пандемиясы кезінде ұзақ жеткізу уақыттары мен жеткізу мәселелеріне байланысты кешігулер болады.PFE тестілеуінің жоғары құны және шектеулі қол жеткізу құқықтары – стандартталған өнімділікті бағалау бойынша дәйекті нұсқаулардың жоқтығы – зерттеушілерді көбінесе сертификатталған медициналық маскалар үшін бір немесе бірнеше стандарттарға негізделген әртүрлі теңшелген тестілеу жүйелерін пайдалануға итермеледі.
Қолданыстағы әдебиеттерде кездесетін арнайы маска материалын сынау жабдығы әдетте жоғарыда аталған NIOSH немесе ASTM F2100/F2299 стандарттарына ұқсас.Дегенмен, зерттеушілер дизайнды немесе жұмыс параметрлерін өз қалаулары бойынша таңдауға немесе өзгертуге мүмкіндігі бар.Мысалы, сынама бетінің жылдамдығының, ауа/аэрозоль ағынының жылдамдығының, үлгі өлшемінің (ауданының) және аэрозоль бөлшектерінің құрамының өзгерістері пайдаланылды.Көптеген соңғы зерттеулер маска материалдарын бағалау үшін теңшелген жабдықты пайдаланды.Бұл жабдық натрий хлоридінің аэрозольдарын пайдаланады және NIOSH стандарттарына жақын.Мысалы, Рогак және т.б.(2020), Zangmeister және т.б.(2020), Drunic және т.б.(2020) және Джу және т.б.(2021) Барлық салынған жабдық электр зарядымен бейтараптандырылған, сүзілген ауамен сұйылтылған және материал үлгісіне жіберілетін натрий хлоридінің аэрозольін (әр түрлі өлшемді) шығарады, мұнда оптикалық бөлшектердің өлшемдері, конденсацияланған бөлшектердің әртүрлі құрама концентрациясын өлшеу [9, 14-16] Конда және т.б.(2020) және Хао және т.б.(2020) Ұқсас құрылғы жасалды, бірақ зарядты бейтараптандырғыш қосылмаған.[8, 17] Бұл зерттеулерде үлгідегі ауа жылдамдығы 1 және 90 L min-1 (кейде ағын/жылдамдық әсерлерін анықтау үшін) арасында өзгерді;дегенмен, бетінің жылдамдығы 5,3 және 25 см с-1 арасында болды.Үлгі өлшемі ≈3,4 және 59 см2 арасында өзгеретін сияқты.
Керісінше, ASTM F2100/F2299 стандартына жақын латекс аэрозольін пайдаланатын жабдық арқылы маска материалдарын бағалау бойынша зерттеулер аз.Мысалы, Багери және т.б.(2021), Shakya et al.(2016) және Лу және т.б.(2020) Сұйылтылған және материал үлгілеріне жіберілген полистирол латекс аэрозольін өндіруге арналған құрылғыны құрастырды, мұнда бөлшектердің концентрациясын өлшеу үшін әртүрлі бөлшектер анализаторлары немесе сканерлеудің қозғалғыштығы бөлшектер өлшемі анализаторлары пайдаланылды.[18-20] Және Лу т.б.Зарядты бейтараптандырғыш олардың аэрозоль генераторының төменгі ағынында қолданылды, ал қалған екі зерттеудің авторлары пайдаланбады.Үлгідегі ауа ағынының жылдамдығы да аздап өзгерді — бірақ F2299 стандартының шегінде — ≈7,3-тен 19 л мин-1-ге дейін.Багери және т.б. зерттеген ауа бетінің жылдамдығы.сәйкесінше 2 және 10 см с–1 (стандартты диапазонда) құрайды.Және Лу және т.б., және Шакья және т.б.[18-20] Сонымен қатар, автор мен Шакья т.б.сыналған әртүрлі өлшемдегі латекс шарлары (яғни, жалпы, 20 нм-ден 2500 нм).Және Лу және т.б.Кем дегенде кейбір сынақтарында олар көрсетілген 100 нм (0,1 мкм) бөлшектердің өлшемін пайдаланады.
Бұл жұмыста біз мүмкіндігінше қолданыстағы ASTM F2100/F2299 стандарттарына сәйкес келетін PFE құрылғысын жасауда кездесетін қиындықтарды сипаттаймыз.Негізгі танымал стандарттар арасында (мысалы, NIOSH және ASTM F2100/F2299) ASTM стандарты медициналық емес маскалардағы PFE-ге әсер етуі мүмкін сүзу өнімділігін зерттеу үшін параметрлерде (ауа ағынының жылдамдығы сияқты) үлкен икемділікті қамтамасыз етеді.Дегенмен, біз көрсеткендей, бұл икемділік мұндай жабдықты жобалауда күрделіліктің қосымша деңгейін қамтамасыз етеді.
Химиялық заттар Sigma-Oldrich компаниясынан сатып алынған және сол күйінде қолданылған.Стирол мономері (≥99%) құрамында глинозем ингибиторын кетіргіші бар шыны баған арқылы тазартылады, ол терт-бутилкатехолды кетіруге арналған.Дейондандырылған су (≈0,037 μS см–1) Sartorius Arium су тазарту жүйесінен келеді.
Номиналды салмағы 147 гм-2 болатын 100% мақтадан жасалған кәдімгі тоқыма (Muslin CT) Veratex Lining Ltd., QC, ал бамбук/спандекс қоспасы D. Zinman Textiles, QC.Басқа үміткер маска материалдары жергілікті мата сатушыларынан (Fabricland) келеді.Бұл материалдарға екі түрлі 100% мақтадан тоқылған маталар (әртүрлі басып шығарулары бар), бір мақта/спандекстен тоқылған маталар, екі мақта/полиэстерден тоқылған маталар (бір «әмбебап» және бір «свитер мата») және мата емес мақта/полипропилен аралас мақта маталары.1-кесте белгілі мата қасиеттерінің қысқаша мазмұнын көрсетеді.Жаңа жабдықты салыстыру үшін жергілікті ауруханалардан сертификатталған медициналық маскалар, соның ішінде ASTM 2100 2-деңгей (L2) және 3-деңгей (L3; Halyard) сертификатталған медициналық маскалар және N95 респираторлар (3M) алынды.
Сыналатын әрбір материалдан диаметрі шамамен 85 мм дөңгелек үлгі кесілді;материалға қосымша өзгерістер енгізілмеген (мысалы, жуу).Тексеру үшін PFE құрылғысының үлгі ұстағышындағы мата ілмегін қысыңыз.Ауа ағынымен жанасатын үлгінің нақты диаметрі 73 мм, ал қалған материалдар үлгіні тығыз бекіту үшін қолданылады.Жиналған маска үшін бетке тиетін жағы жеткізілетін материалдың аэрозольінен алыс.
Эмульсиялық полимерлеу арқылы монодисперсті анионды полистирол латекс сфераларының синтезі.Алдыңғы зерттеуде сипатталған процедураға сәйкес реакция мономер ашығуының жартылай сериялы режимінде жүргізілді.[21, 22] 250 мл үш мойынды дөңгелек түбі бар колбаға ионсыздандырылған суды (160 мл) қосып, оны араластыратын май ваннасына салыңыз.Содан кейін колба азотпен тазартылды және тазартылған, араластырылған колбаға ингибиторы жоқ стирол мономері (2,1 мл) қосылды.70 °C температурада 10 минуттан кейін ионсыздандырылған суда (8 мл) ерітілген натрий лаурилсульфатын (0,235 г) қосыңыз.Тағы 5 минуттан кейін ионсыздандырылған суда (2 мл) ерітілген калий персульфаты (0,5 г) қосылды.Келесі 5 сағат ішінде колбаға ингибиторсыз қосымша стиролды (20 мл) 66 мкл мин-1 жылдамдықпен баяу енгізу үшін шприцті сорғыны пайдаланыңыз.Стирол инфузиясы аяқталғаннан кейін реакция тағы 17 сағатқа жалғасты.Содан кейін колбаны ашып, полимерлеуді аяқтау үшін салқындатылды.Синтезделген полистирол латекс эмульсиясы бес күн бойы SnakeSkin диализ түтігінде ионсыздандырылған суға қарсы диализден өтті (молекулярлық салмағы 3500 Да) және деиондандырылған су күн сайын ауыстырылды.Эмульсияны диализ түтігінен алыңыз және оны пайдаланғанша тоңазытқышта 4°C температурада сақтаңыз.
Жарықтың динамикалық шашырауы (DLS) Brookhaven 90Plus анализаторымен орындалды, лазер толқын ұзындығы 659 нм, детектор бұрышы 90° болды.Деректерді талдау үшін кірістірілген бөлшектер ерітіндісінің бағдарламалық құралын (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation) пайдаланыңыз.Латекс суспензиясы бөлшектердің саны секундына шамамен 500 мың санға (kcps) жеткенше ионсыздандырылған сумен сұйылтылады.Бөлшектердің өлшемі 125 ± 3 нм болып анықталды, ал хабарланған полидисперстілік 0,289 ± 0,006 болды.
ZetaPlus zeta әлеуетті анализаторы (Brookhaven Instruments Corp.) фазалық талдаудың жарық шашырау режимінде дзета потенциалының өлшенген мәнін алу үшін пайдаланылды.Үлгі 5 × 10-3 м NaCl ерітіндісіне латекстің аликвотын қосу және шамамен 500 ккк/с бөлшектердің санын алу үшін латекс суспензиясын қайтадан сұйылту арқылы дайындалды.Бес қайталанатын өлшеу (әрқайсысы 30 жүгіруден тұрады) орындалды, нәтижесінде -55,1 ± 2,8 мВ дзета әлеуетті мәні алынды, мұнда қате бес қайталаудың орташа мәнінің стандартты ауытқуын білдіреді.Бұл өлшемдер бөлшектердің теріс зарядталғанын және тұрақты суспензия түзетінін көрсетеді.DLS және zeta әлеуетті деректерін S2 және S3 қолдайтын ақпараттық кестелерден табуға болады.
Жабдықты төменде сипатталған және 1-суретте көрсетілгендей ASTM халықаралық стандарттарына сәйкес жасадық. Бір ағынды Blaustein тозаңдату модулі (BLAM; CHTech) аэрозоль генераторы құрамында латекс шарлары бар аэрозольдерді өндіру үшін пайдаланылады.Сүзілген ауа ағыны (GE Healthcare Whatman 0,3 мкм HEPA-CAP және 0,2 мкм POLYCAP TF сүзгілері арқылы алынған) аэрозоль генераторына 20 psi (6,9 кПа) қысыммен түседі және 5 мг L-1 бөлігін атомизациялайды. суспензия Сұйықтық шприцті сорғы (KD Scientific Model 100) арқылы жабдықтың латекс шарына енгізіледі.Аэрозольдік дымқыл бөлшектер аэрозоль генераторынан шығатын ауа ағынын құбырлы жылу алмастырғыш арқылы өткізу арқылы кептіріледі.Жылу алмастырғыш ұзындығы 8 фут қыздыру катушкасы бар 5/8 дюймдік баспайтын болаттан жасалған түтіктен тұрады.Шығыс 216 Вт (BriskHeat).Оның реттелетін циферблатына сәйкес қыздырғыштың шығысы құрылғының максималды мәнінен 40% (≈86 Вт) орнатылады;бұл 112 °C (стандартты ауытқу ≈1 °C) орташа сыртқы қабырға температурасын береді, ол бетке орнатылған термопар (Тейлор АҚШ) өлшеуімен анықталады.Қосымша ақпараттағы S4 суреті қыздырғыш өнімділігін қорытындылайды.
Содан кейін кептірілген атомдалған бөлшектер 28,3 л мин-1 (яғни минутына 1 текше фут) жалпы ауа ағынының жылдамдығына жету үшін сүзілген ауаның үлкен көлемімен араластырылады.Бұл мән жүйенің төменгі ағынындағы лазерлік бөлшектер анализаторының сынамаларын алудың дәл жылдамдығы болғандықтан таңдалды.Латекс бөлшектерін тасымалдайтын ауа ағыны екі бірдей тік камераның біріне жіберіледі (яғни, тегіс қабырғалы тот баспайтын болаттан жасалған түтіктер): маска материалы жоқ «басқару» камерасы немесе айналмалы кесілген «үлгі» камерасы үшін ажыратылатын үлгі ұстағыш матаның сыртына енгізіледі.Екі камераның ішкі диаметрі 73 мм, бұл үлгі ұстағыштың ішкі диаметріне сәйкес келеді.Үлгі ұстағыш маска материалын мықтап жабу үшін ойық сақиналар мен ойық болттарды пайдаланады, содан кейін алынбалы кронштейнді үлгі камерасының саңылауына енгізіп, оны резеңке тығыздағыштармен және қысқыштармен құрылғыға мықтап жабады (S2 суреті, тірек ақпараты).
Ауа ағынымен жанасатын мата үлгісінің диаметрі 73 мм (ауданы = 41,9 см2);ол сынақ кезінде үлгі камерасында пломбаланады.«Басқару» немесе «үлгі» камерасынан шығатын ауа ағыны латекс бөлшектерінің саны мен концентрациясын өлшеу үшін лазерлік бөлшектер анализаторына (бөлшектерді өлшеу жүйесі LASAIR III 110) тасымалданады.Бөлшектер анализаторы бөлшектер концентрациясының төменгі және жоғарғы шегін анықтайды, сәйкесінше бір текше фут үшін 2 × 10-4 және ≈34 бөлшек (бір текше фут үшін 7 және ≈950 000 бөлшек).Латекс бөлшектерінің концентрациясын өлшеу үшін бөлшектердің концентрациясы аэрозольдегі синглетті латекс бөлшектерінің шамамен өлшеміне сәйкес келетін төменгі шегі және жоғарғы шегі 0,10–0,15 мкм болатын «қорапта» хабарланады.Дегенмен, басқа қалта өлшемдерін пайдалануға болады және ең үлкен бөлшектер өлшемі 5 мкм болатын бірнеше қалталарды бір уақытта бағалауға болады.
Жабдықта сонымен қатар камераны және бөлшектер анализаторын таза сүзілген ауамен шаюға арналған жабдық, сондай-ақ қажетті клапандар мен аспаптар сияқты басқа жабдық кіреді (1-сурет).Толық құбырлар мен бақылау-өлшеу сызбалары қосымша ақпараттың S1 суретінде және S1 кестесінде көрсетілген.
Тәжірибе барысында латекс суспензиясы аэрозоль генераторына ≈60 - 100 мкл мин-1 ағынының жылдамдығымен тұрақты бөлшектердің шығуын қамтамасыз ету үшін, текше сантиметрге шамамен 14-25 бөлшектер (текше сантиметрге 400 000) 700 айдалды. 000 бөлшектер).Фут) өлшемі 0,10–0,15 мкм болатын қоқыс жәшігінде.Ағын жылдамдығының бұл диапазоны аэрозоль генераторының төменгі ағынында латекс бөлшектерінің концентрациясының байқалатын өзгерістеріне байланысты қажет, бұл аэрозоль генераторының сұйықтық ұстағышымен ұсталған латекс суспензиясының мөлшерінің өзгеруіне байланысты болуы мүмкін.
Берілген мата үлгісінің PFE өлшеу үшін латекс бөлшектерінің аэрозольы алдымен басқару бөлмесі арқылы тасымалданады, содан кейін бөлшектер анализаторына жіберіледі.Әрқайсысы бір минутқа созылатын үш бөлшектің концентрациясын үздіксіз өлшеңіз.Бөлшек анализаторы талдау кезіндегі бөлшектердің уақыттық орташа концентрациясын, яғни үлгінің бір минутындағы (28,3 л) бөлшектердің орташа концентрациясын хабарлайды.Тұрақты бөлшектердің санын және газ ағынының жылдамдығын орнату үшін осы бастапқы өлшемдерді алғаннан кейін аэрозоль үлгі камерасына жіберіледі.Жүйе тепе-теңдікке жеткеннен кейін (әдетте 60-90 секунд), бір минуттық үш ретті өлшеу жылдам ретпен қабылданады.Бұл үлгі өлшемдері мата үлгісі арқылы өтетін бөлшектердің концентрациясын білдіреді.Одан кейін, аэрозоль ағынын басқару бөлмесіне қайта бөлу арқылы жоғары ағындағы бөлшектердің концентрациясы үлгіні бағалаудың бүкіл процесі кезінде айтарлықтай өзгермегенін тексеру үшін бақылау бөлмесінен бөлшектердің концентрациясының тағы үш өлшемі алынды.Екі камераның конструкциясы бірдей болғандықтан (үлгі камерасы үлгі ұстаушыны орналастыра алатынын қоспағанда) камерадағы ағынның жағдайларын бірдей деп санауға болады, сондықтан бақылау камерасынан және үлгі камерасынан шығатын газдағы бөлшектердің концентрациясы салыстыруға болады.
Бөлшектер анализаторы құралының қызмет ету мерзімін сақтау және әрбір сынақ арасында жүйедегі аэрозоль бөлшектерін жою үшін әрбір өлшеуден кейін бөлшектер анализаторын тазалау үшін HEPA сүзгіленген ауа ағынын пайдаланыңыз және үлгілерді ауыстырар алдында үлгі камерасын тазалаңыз.PFE құрылғысындағы ауаны жуу жүйесінің схемалық диаграммасын қолдау ақпаратындағы S1 суретін қараңыз.
Бұл есептеу бір материал үлгісі үшін бір рет қайталанатын PFE өлшеуін білдіреді және ASTM F2299 (Теңдеу (2)) бойынша PFE есебіне баламалы.
§2.1-де көрсетілген материалдар маска материалдары ретінде жарамдылығын анықтау үшін §2.3-те сипатталған PFE жабдығын пайдаланып, латекс аэрозольдарымен тексерілді.2-суретте бөлшектер концентрациясының анализаторынан алынған көрсеткіштер көрсетілген және жемпір маталары мен ватингтік материалдардың PFE мәндері бір уақытта өлшенеді.Барлығы екі материал және алты қайталау үшін үш үлгілік талдау жасалды.Әлбетте, үш оқу жинағындағы бірінші оқу (ашық түспен боялған) әдетте басқа екі көрсеткіштен ерекшеленеді.Мысалы, бірінші көрсеткіш 2-суреттегі 12-15 үштік басқа екі көрсеткіштің орташа мәнінен 5%-дан астам ерекшеленеді.Бұл бақылау бөлшектер анализаторы арқылы өтетін құрамында аэрозоль бар ауаның тепе-теңдігімен байланысты.«Материалдар мен әдістер» бөлімінде талқыланғандай, тепе-теңдік көрсеткіштері (екінші және үшінші бақылау және үлгі көрсеткіштері) сәйкесінше 2-суретте қара көк және қызыл реңктердегі PFE есептеу үшін пайдаланылды.Жалпы алғанда, үш көшірменің орташа PFE мәні жемпір матасы үшін 78% ± 2% және мақта маталары үшін 74% ± 2% құрайды.
Жүйенің өнімділігін салыстыру үшін ASTM 2100 сертификатталған медициналық маскалар (L2, L3) және NIOSH респираторлары (N95) де бағаланды.ASTM F2100 стандарты 2-деңгей мен 3-деңгей маскаларының 0,1 мкм бөлшектердің микрон асты бөлшектерді сүзу тиімділігін тиісінше ≥ 95% және ≥ 98% етіп орнатады.[5] Сол сияқты, NIOSH сертификаты бар N95 респираторлары орташа диаметрі 0,075 мкм болатын атомдалған NaCl нанобөлшектері үшін ≥95% сүзу тиімділігін көрсетуі керек.[24] Ренгасами және т.б.Есептерге сәйкес, ұқсас N95 маскалары PFE мәнін 99,84% -99,98% көрсетеді, [25] Zangmeister және т.б.Есептерге сәйкес, олардың N95 ең төменгі сүзу тиімділігін 99,9%-дан жоғары [14], ал Джу және т.б.Есептерге сәйкес, 3M N95 маскалары 99% PFE (300 нм бөлшектер), [16] және Hao және т.б.Хабарланған N95 PFE (300 нм бөлшектер) 94,4% құрайды.[17] Шакья және т.б. сынға алған екі N95 маскасы үшін.0,1 мкм латекс шарларымен PFE шамамен 80% және 100% арасында төмендеді.[19] Лу және т.б.N95 маскаларын бағалау үшін бірдей өлшемдегі латекс шарларын пайдалану арқылы орташа PFE 93,8% құрайды.[20] Осы жұмыста сипатталған жабдықты пайдалану арқылы алынған нәтижелер N95 маскасының PFE көрсеткіші 99,2 ± 0,1% екенін көрсетеді, бұл алдыңғы зерттеулердің көпшілігімен жақсы сәйкес келеді.
Хирургиялық маскалар да бірнеше зерттеулерде сыналған.Хао және басқалардың хирургиялық маскалары.73,4% PFE (300 нм бөлшектер) көрсетті, [17], ал Дрюник және т.б. сынаған үш хирургиялық маска.Өндірілген PFE шамамен 60%-дан 100%-ға дейін ауытқиды.[15] (Соңғы маска сертификатталған үлгі болуы мүмкін.) Дегенмен, Zangmeister et al.Есептерге сәйкес, сыналған екі хирургиялық масканың ең аз сүзу тиімділігі 30%-дан сәл ғана жоғары [14], бұл зерттеуде сыналған хирургиялық маскалардан әлдеқайда төмен.Сол сияқты, Джу және т.б. сынаған «көк хирургиялық маска».PFE (300 нм бөлшектер) бар болғаны 22% екенін дәлелдеңіз.[16] Шакья және т.б.хирургиялық маскалардың PFE (0,1 мкм латекс бөлшектерін пайдалану) шамамен 60-80% төмендегенін хабарлады.[19] Бірдей өлшемдегі латекс шарларын қолданып, Лу және басқалардың хирургиялық маскасы орташа PFE нәтижесін 80,2% құрады.[20] Салыстыру үшін, біздің L2 маскасының PFE көрсеткіші 94,2 ± 0,6%, ал L3 маскасының PFE көрсеткіші 94,9 ± 0,3%.Бұл PFE әдебиеттегі көптеген PFE-ден асып түскенімен, алдыңғы зерттеулерде айтылған сертификаттау деңгейі дерлік жоқ екенін және біздің хирургиялық маскаларымыз 2 және 3 деңгейлі сертификаттарға ие болғанын ескеруіміз керек.
2-суреттегі үміткер маска материалдары талданған сияқты, олардың маскадағы жарамдылығын анықтау және PFE құрылғысының жұмысын көрсету үшін қалған алты материалға үш сынақ жүргізілді.3-суретте барлық тексерілген материалдардың PFE мәндері көрсетілген және оларды сертификатталған L3 және N95 маска материалдарын бағалау арқылы алынған PFE мәндерімен салыстырады.Осы жұмыс үшін таңдалған 11 маска/кандидат маскасы материалдарының ішінен PFE өнімділігінің кең ауқымын анық көруге болады, ол ≈10% -дан 100% -ға дейін өзгереді, басқа зерттеулерге, [8, 9, 15] және салалық дескрипторларға сәйкес келеді. PFE және PFE арасында нақты байланыс жоқ.Мысалы, құрамы ұқсас материалдар (екі 100% мақта үлгісі және мақта муслині) өте әртүрлі PFE мәндерін көрсетеді (тиісінше 14%, 54% және 13%).Бірақ төмен өнімділік (мысалы, 100% мақта A; PFE ≈ 14%), орташа өнімділік (мысалы, 70%/30% мақта/полиэстер қоспасы; PFE ≈ 49%) және жоғары өнімділік (мысалы, жемпір Мата; PFE ≈ 78%) Осы жұмыста сипатталған PFE жабдығы арқылы матаны анық анықтауға болады.Әсіресе жемпір маталары мен мақтадан жасалған маталар өте жақсы жұмыс істеді, PFE 70%-дан 80%-ға дейін.Мұндай жоғары өнімді материалдарды олардың жоғары сүзу өнімділігіне ықпал ететін сипаттамаларды түсіну үшін егжей-тегжейлі анықтауға және талдауға болады.Дегенмен, ұқсас салалық сипаттамалары бар материалдардың (яғни мақта материалдары) PFE нәтижелері өте әртүрлі болғандықтан, бұл деректер мата маскалары үшін қандай материалдардың кеңінен пайдалы екенін көрсетпейтінін еске салғымыз келеді және біз қасиеттері туралы қорытынды жасағымыз келмейді - материалдық категориялар.Өнімділік қатынасы.Біз калибрлеуді көрсету үшін нақты мысалдар келтіреміз, өлшеу мүмкін болатын сүзгілеу тиімділігінің барлық ауқымын қамтитынын көрсетеміз және өлшеу қателігінің өлшемін береміз.
Біз бұл PFE нәтижелерін біздің жабдықтың өлшеу мүмкіндіктерінің кең ауқымы, қателігі аз екенін дәлелдеу және әдебиетте алынған деректермен салыстыру үшін алдық.Мысалы, Зангмайстер және т.б.Бірнеше тоқылған мақта маталарының (мысалы, «Мақта 1-11») (дюйміне 89-812 жіп) PFE нәтижелері хабарланады.11 материалдың 9-ында «минималды сүзу тиімділігі» 0%-дан 25%-ға дейін ауытқиды;қалған екі материалдың PFE шамамен 32% құрайды.[14] Сол сияқты, Конда және т.б.Екі мақта матасының (80 және 600 TPI; 153 және 152 гм-2) PFE деректері берілген.PFE сәйкесінше 7%-дан 36%-ға және 65%-дан 85%-ға дейін ауытқиды.Дрюник және т.б. зерттеуінде, бір қабатты мақта маталарында (яғни мақта, мақта тоқыма, молетон; 139–265 TPI; 80–140 гм–2) PFE материалының диапазоны шамамен 10% - 30% құрайды.Джу және т.б. зерттеулерінде олардың 100% мақта материалында PFE 8% (300 нм бөлшектер) бар.Багери және т.б.0,3-тен 0,5 мкм-ге дейінгі полистирол латекс бөлшектерін пайдаланды.Алты мақта материалдарының PFE (120-200 TPI; 136-237 гм-2) 0%-дан 20%-ға дейін өлшенді.[18] Сондықтан, бұл материалдардың көпшілігі біздің үш мақта маталарымыздың (яғни Veratex Muslin CT, Fabric Store Cottons A және B) PFE нәтижелерімен жақсы сәйкес келеді және олардың орташа сүзу тиімділігі сәйкесінше 13%, 14% құрайды.54%.Бұл нәтижелер мақта материалдары арасында үлкен айырмашылықтар бар екенін және жоғары PFE-ге әкелетін материал қасиеттерінің (яғни Konda және т.б. 600 TPI мақтасы; біздің мақта B) нашар түсінілетінін көрсетеді.
Осы салыстыруларды жасаған кезде, біз әдебиетте сыналған материалдарды осы зерттеуде сыналған материалдармен бірдей сипаттамалары (яғни, материалдың құрамы, тоқу және тоқу, TPI, салмақ және т.б.) табу қиын екенін мойындаймыз және сондықтан тікелей салыстыруға болмайды.Сонымен қатар, авторлар қолданатын құралдардағы айырмашылықтар мен стандарттаудың жоқтығы жақсы салыстырулар жасауды қиындатады.Соған қарамастан, қарапайым матаның өнімділік/өнімділік қатынасы жақсы түсінілмейтіні анық.Осы қатынастарды анықтау үшін материалдар стандартталған, икемді және сенімді жабдықпен (осы жұмыста сипатталған жабдық сияқты) қосымша сынақтан өтеді.
Бір көшірме (0-4%) мен үш данада талданған үлгілер арасында жалпы статистикалық қателік (0-5%) болса да, осы жұмыста ұсынылған жабдық әртүрлі материалдардың ПФЭ сынау үшін тиімді құрал болып шықты.Сертификатталған медициналық маскаларға қарапайым маталар.3-сурет бойынша сыналған 11 материалдың ішінде таралу қателігі σprop бір үлгінің PFE өлшемдері арасындағы стандартты ауытқудан, яғни 11 материалдың 9-ының σsd-ден асатынын атап өткен жөн;бұл екі ерекшелік өте жоғары PFE мәнінде орын алады (яғни L2 және L3 маскасы).Ренгасами және т.б. ұсынған нәтижелерге қарамастан.Қайталанатын үлгілер арасындағы айырмашылық аз екенін (яғни, бес қайталау <0,29%) көрсете отырып, [25] олар маска жасау үшін арнайы әзірленген жоғары белгілі сүзу қасиеттері бар материалдарды зерттеді: материалдың өзі біркелкі болуы мүмкін және сынақ та Бұл PFE диапазонының ауданы біркелкі болуы мүмкін.Жалпы, біздің жабдықты пайдалану арқылы алынған нәтижелер PFE деректеріне және басқа зерттеушілер алған сертификаттау стандарттарына сәйкес келеді.
PFE масканың өнімділігін өлшеудің маңызды көрсеткіші болғанымен, осы кезде біз оқырмандарға болашақ маска материалдарын кешенді талдау басқа факторларды, яғни материалдың өткізгіштігін (яғни қысымның төмендеуі немесе қысымның дифференциалды сынағы арқылы) ескеру керек екенін ескертеміз. ).ASTM F2100 және F3502 ережелері бар.Рұқсат етілген тыныс алу киетін адамның жайлылығы және тыныс алу кезінде маска шетінің ағып кетуіне жол бермеу үшін өте маңызды.Көптеген қарапайым материалдардың PFE және ауа өткізгіштігі әдетте кері пропорционалды болғандықтан, маска материалының өнімділігін толық бағалау үшін қысымның төмендеуін өлшеуді PFE өлшеуімен бірге орындау керек.
ASTM F2299 стандартына сәйкес PFE жабдығын құру бойынша нұсқаулықтар стандарттарды үздіксіз жетілдіру, зерттеу зертханалары арасында салыстыруға болатын зерттеу деректерін жасау және аэрозольді сүзуді жақсарту үшін маңызды болуын ұсынамыз.Тек бір құрылғыны (TSI 8130A) көрсететін және зерттеушілерге кілт тапсыратын құрылғыларды (мысалы, TSI жүйелері) сатып алуды шектейтін NIOSH (немесе F3502) стандартына ғана сеніңіз.TSI 8130A сияқты стандартталған жүйелерге сенім арту ағымдағы стандартты сертификаттау үшін маңызды, бірақ ол маскалар, респираторлар және басқа да аэрозольді сүзу технологияларының дамуын шектейді, олар зерттеу барысына қайшы келеді.Айта кету керек, NIOSH стандарты респираторларды осы жабдық қажет болғанда күтілетін ауыр жағдайларда сынау әдісі ретінде әзірленген, бірақ керісінше, хирургиялық маскалар ASTM F2100/F2299 әдістерімен сыналады.Қауымдастық маскаларының пішіні мен стилі хирургиялық маскаларға көбірек ұқсайды, бұл олардың N95 сияқты тамаша сүзу тиімділігін білдірмейді.Хирургиялық маскалар әлі де ASTM F2100/F2299 сәйкес бағаланса, қарапайым маталар ASTM F2100/F2299-ға жақынырақ әдісті пайдаланып талдау керек.Сонымен қатар, ASTM F2299 әртүрлі параметрлерде (мысалы, сүзу тиімділігін зерттеудегі ауа ағынының жылдамдығы мен бетінің жылдамдығы) қосымша икемділікке мүмкіндік береді, бұл оны зерттеу ортасында шамамен жоғары стандартқа айналдыруы мүмкін.
Жіберу уақыты: 30 тамыз 2021 ж