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科技资讯
5种非织造医疗防护材料制备技术对比
时间:2018年1月26日  来源:《纺织导报(产业用纺织品增刊)》

非织造医用防护材料是20世纪90年代发展起来的,当时欧美一些发达国家利用非织造先进技术,开发出了一种成本低廉、外观及手感接近传统纺织品的水刺非织造布,成为替代传统纺织品的优异材料。发展至今,非织造医疗防护材料的加工方法已经相对比较成熟,根据其制备技术的不同,目前主要有纺粘、熔喷、SMS复合技术、水刺及闪蒸等几类。
  纺粘非织造技术
  纺粘法非织造材料作为防护材料其强度和舒适性能满足要求,但是在阻隔性能上相对弱一些。针对这个问题,细旦化纺粘技术成为一大研究热点。德国的Freudenberg(科德宝)公司首先发明的双组分纺粘水刺技术,利用中空桔瓣型纺丝组件,将熔体细流从喷丝孔挤出之后,经冷却吹风、气流牵伸形成长丝铺置在成网帘上,再利用高压水刺技术进行开纤及固网,其阻隔性能相对比普通的纺粘或水刺非织造材料好,因此可用于医疗防护材料。
  土耳其非织造布生产商Mogul最近就推出了一款可用于手术衣的这种材料,其开纤后的纤维比发丝细100倍,能阻隔微生物、具有抗血液和酒精的特性,还具有良好的吸湿透气性、隔热性,这种非织造材料的微孔结构和防护性能使其成为了医用防护服的理想材料。
  熔喷非织造技术
  熔喷法最大的特点是纤维非常细,经自身粘合之后结构蓬松,孔隙率高,平均孔径小,具有非常好的阻隔性能,但是产品的强度和耐磨性不高。有人在此基础上进行了改进,借鉴纺粘技术,在保证纤维细度不变的情况下,对经过热空气喷吹的熔体细流进行短距离的冷却吹风,然后通过热粘合固网,发现产品的强度有所提高,可以应用于对强度要求不太高的场合。
  考虑到熔喷纤维细、压缩回弹性差的问题,美国3M公司率先开发了插层熔喷技术,即在传统熔喷生产的过程中,在熔喷纤维流中喷吹入粗旦高卷曲的中空弹性短纤维,在同样的克重下,产品的压缩回弹性大大提高,且结构变得更为蓬松,透气透湿性能也有所提高;此外,粒子在材料中通过的路程曲折变长,从而增加了拦截作用,使得对颗粒的阻隔效果大大提高。
  另一不改变熔喷非织造材料透气透湿性能,而使其阻隔微小颗粒的性能大大提高的途径是驻极方法。经过驻极的熔喷法非织造材料可以通过静电吸附机理捕捉更多与其电荷相反的颗粒,从而大大提高其过滤性能。
  SMS复合技术
  鉴于纺粘非织造材料阻隔效果不好、熔喷非织造材料强度不高的特点,有人利用纺粘布的强力和耐磨性将其作为表层,利用熔喷布的阻隔性能将其作为芯层制备了SMS复合非织造材料。针对目前SMS复合防护材料大部分采用PP为原料,对各种放射性物质的防护性能较差的问题,天津工业大学刘星等人与海军某部门合作,在SMS材料上利用硫酸钡进行涂层,能防止放射性物质的穿透,因此可用于医护人员免受不必要的放射性物质干扰,引发病变,起到了更好的隔离防护作用。涂层材料还可以做成缓释微胶囊形状进行涂层,在受到外力的作用时,微胶囊破裂,防护性能增强。
  水刺非织造技术
  对于短纤维经过梳理成网再水刺固网的非织造材料,虽然在柔软贴肤、吸湿透气等服用性能上占有很大的优势,但由于阻隔性能较差,只能做一般的医用材料,防护性能不是很好。英国利兹大学早在2009年就开发出了一类功能化水刺非织造材料,这种材料在水刺的过程中利用特殊的装置使水刺非织造材料形成空穴结构,在空穴结构中可以添加缓释消毒剂胶囊。
  这种带有缓释消毒剂微胶囊的功能水刺非织造材料可以做成交叉感染防护材料,放置在医院与人体接触的门把手、扶手等地方,当人手推门或关门的时候,带病患者会把病菌通过手传递到接触把手上,这时微胶囊在人手压力的作用下就会释放消毒剂,有效杀死病菌,其他患者或健康人群再接触把手就不会被感染。这类防交叉感染非织造防护材料已经在英国的一些医院应用,效果非常好。
  闪蒸非织造技术
  相比SMS,闪蒸技术由于采用的溶液纺丝方法成形,溶剂为可挥发性有机溶剂,回收比较困难,在空气中浓度较高容易引发爆炸事故;此外,在生产过程中,纤维的纺丝速度控制非常困难。目前该技术被美国DuPont(杜邦)公司垄断,其闪蒸法产品Tyvek制成的防护服结合了防护性、耐用性和舒适性,可保护工人免受小至微米级颗粒的伤害,但是成本相对较高。国内天津工业大学夏磊等人正在研究闪蒸工艺的国产化技术,目前已经与山东青岛华世杰环保有限公司合作建立了中试生产线。 

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