防毒面罩是一种个人防护器材,主要用于保护人员的呼吸系统、眼部以及面部皮肤免受有毒有害气体的危害。它是防毒面具的重要组成部分,能够将穿戴者的面部与外部污染空气隔离开来。防毒面具通常由面罩、导气管和滤毒罐组成,面罩可以直接与滤毒罐连接,也可以通过导气管与滤毒罐连接。根据不同防护需求,可以选择不同型号的滤毒罐,广泛应用于化工、仓库、科学研究等各种有毒有害的工作环境中。
滤毒罐内部填充物由吸附剂层和过滤层两部分构成。吸附剂层负责过滤有毒蒸汽,而过滤层则处理有害气溶胶。滤毒罐根据填充方式的不同,可分为轴流式(层装式)和径流式(套装式)。轴流式滤毒罐的吸附剂层呈床层状填充,气体沿着滤毒罐轴线流动。径流式滤毒罐的吸附剂层则是套装式的,气体沿着滤毒罐直径方向流动。
滤毒罐根据与面罩的连接方式,可分为直接式和导气管式两种。直接式滤毒罐直接与面罩相连,通常置于面罩口部下方或左侧脸颊位置,也有针对左撇子用户的设计。有些面罩两侧都有滤毒罐接口,便于灵活配置。导气管式滤毒罐通过波纹状橡胶导气管与面罩连接,体积和重量相对较大,防毒性能更强。
防毒面具的吸附剂层采用浸渍活性炭,即含有催化剂或
化学吸着剂的活性炭。活性炭的质量和性能决定了浸渍活性炭的防毒效果。浸渍活性炭中加入了金属
氧化物如铜、银、铬或钼、锌等,以及少量的碱、氮苯、葡萄糖、三
乙二胺等化学试剂,以提高防毒能力和稳定性。
防毒面具的发展源于科学家对野猪能在毒气环境下存活的研究。他们发现野猪用强大的长鼻子拱土,松软的土壤颗粒能够
吸附和过滤毒气,从而启发了防毒面具的设计。1916年,
法军在
凡尔登战役中成功抵御了
德国联邦国防军的毒气攻击,得益于防毒面具的有效防护。
防毒面具的吸附剂层通过物理吸附、
化学吸附和
催化作用三种机制实现防毒功能。物理吸附是非选择性的,吸附热低,吸附和脱附速度快。化学吸附是有选择性和不可逆的,吸附热高。催化作用能够加速化学反应,提高防毒效率。
防毒面罩按照防护原理可分为过滤式和隔绝式两类。过滤式防毒面罩由面罩和滤毒罐(或过滤元件)组成,适用于低浓度染毒空气环境。隔绝式防毒面罩自身提供
氧气,适用于高浓度染毒空气或缺氧环境。此外,还有多种特种防毒面具可供选择,以适应特定的作战环境。