新型纖維將助力醫(yī)衛(wèi)防護用品大變樣！

郭春花

TAweekly：經過此次疫情，人們的個人安全防護意識逐漸增強，公眾對于防護用品的重視程度有所提升，您認為今后醫(yī)衛(wèi)防護用紡織品的前景如何，纖維材料產業(yè)應在哪些方面發(fā)力？

靳向煜：此次疫情過后，人們對防花粉、防霧霾、防流感、防病菌等不同功能口罩的需求會不斷增加，這將帶動整個口罩行業(yè)的產品質量持續(xù)提升與生產規(guī)模不斷擴大。建議國內口罩、防護服生產企業(yè)應該進一步提升產品品質，尤其是加強技術裝備智能化和品牌的建設，并在防護性和舒適性這兩大關鍵性能上逐步做到最優(yōu)化的平衡。

以口罩為例，它的原材料主要由紡粘非織造材料、熔噴非織造材料、熱風非織造布、針刺非織造材料，以及耳帶、鼻梁條等輔料構成。其中，熔噴非織造材料作為口罩的核心過濾層，具有纖維細度小、孔徑小、比表面積大、孔隙率高等特點，使熔噴非織造材料具有一定的透氣性與優(yōu)良的過濾功能。

特別是我國在經過2003年的“非典”、2009甲流H1N1以及2014年前后的霧霾事件后，熔噴非織造過濾材料技術快速發(fā)展，逐步建立起了聚丙烯樹脂原料、紡熔設備制造、紡粘/熔噴法生產、口罩加工等完整的工業(yè)制造體系，整體技術實力已達到國際先進水平。生產高效低阻熔噴過濾材料的關鍵技術主要有以下幾點。

一是熔噴纖維直徑納米化技術。通過改良噴絲板結構設計與選用高熔指聚合物切片的方法，減小熔噴材料直徑，提高過濾效率。

二是駐極處理技術。在熔噴過濾材料的產業(yè)化生產中，駐極技術尤為重要。駐極處理可在不影響材料結構和不增加過濾阻力的情況下，顯著提高過濾效率。我國駐極技術種類較多，電暈駐極技術最為常見，另外還有水駐極與熱氣流駐極等技術。在電暈駐極中，75℃環(huán)境中駐極效果更好，溫度越高，駐極電荷可以從“淺阱”移動到“深阱”中，使電荷存儲更加穩(wěn)定；溫度升高后可提高電荷遷移率，使更多的電荷存儲到材料內部，提高電荷存儲量；同時，加熱狀態(tài)下可以降低空氣濕度，延緩電荷衰減。

三是聚合物改性技術。通過無機物、有機物改性樹脂的方法，增強駐極效果，可提高熔噴材料的過濾性能的時效性。采用聚合物改性及增能助劑添加技術，可突破熔噴非織造濾料存放時效短的共性技術問題，大大提升我國防護產品的戰(zhàn)略儲備能力。

上述指標對口罩濾材提出了較高要求，需要濾料生產企業(yè)具備一定的技術實力和生產經驗積累。本次疫情期間新進熔噴行業(yè)的企業(yè)如要生產優(yōu)質的口罩用濾材，需要加強理論、工藝技術、聚合物性能研究，或進行相關裝備技術改造。未來，口罩和防護服行業(yè)競爭激烈，在供過于求的市場環(huán)境下，品質好的產品才能立于不敗之地。

王華平：隨著人們追求健康生活和自我保護意識的不斷增強，消費者對醫(yī)衛(wèi)防護材料特別是醫(yī)用口罩及一次性醫(yī)用防護服的需求量將快速增長。同時，隨著全球氣候的變化，國際社會對醫(yī)用防護纖維材料需求也將不斷增加，但從目前全球范圍來看，高品質及專業(yè)醫(yī)用防護材料仍然存在巨大的缺口。

近年來，生物醫(yī)用及防護材料已逐漸成為快速發(fā)展的新興產業(yè)。在2013—2020年期間，國外醫(yī)衛(wèi)防護材料的年均增長率為8%，我國的年均增長率為22%，市場需求及產業(yè)增長迅速。隨著社會的不斷發(fā)展，醫(yī)療事業(yè)不僅對醫(yī)衛(wèi)防護材料的防護阻隔性能提出了越來越高的要求，而且對舒適性、衛(wèi)生及防護性能也有定性定量的標準要求。因此，加速我國醫(yī)衛(wèi)防護纖維材料的研發(fā)是推動我國和諧、穩(wěn)定、小康社會建設的迫切需求。

我國醫(yī)用紡織品行業(yè)的發(fā)展從2000年之后才真正進入快速增長期。2009年產量達到59.5萬噸，2010年超過70萬噸。自2019年以來，許多醫(yī)用紡織品企業(yè)發(fā)布了擴大生產和投產的計劃，行業(yè)內并購頻繁。隨著國內醫(yī)用紡織品市場需求的增加和各種行業(yè)標準的引入和提高，市場進一步規(guī)范，逐步進入健康穩(wěn)定的發(fā)展階段。在未來15—20年里，該行業(yè)將增長15%以上。高品質與專業(yè)化等高端醫(yī)用紡織品已成為該行業(yè)的主要投資方向之一。根據相關數據顯示，2018年中國醫(yī)用紡織品消費需求超過50萬噸，到2020年將超過60萬噸，而經過這次全國性的新冠肺炎疫情，這一數字將會變得更大。

TAweekly：新冠肺炎疫情期間，一線醫(yī)護人員被不透氣防護服浸濕的頭發(fā)、衣褲，被口罩勒出勒痕的臉頰頻頻出現在公眾視野中，不少醫(yī)護人員表示，“每天最放松、舒服的時候，便是脫掉防護服的時刻。” 我們知道密封性好當然能更好地防護病毒，但是不透氣等一些弊端能否革除？纖維產業(yè)作為基礎材料應如何改進？

王華平：現有防護服透氣性差，口罩勒得太緊，讓醫(yī)護人員感到很不舒服，這其實給防護材料研究指出了新方向。比如像運動員穿的衣服，其透水性可達10kg/m2/d，如果將同樣的材料、結構用到防護服上來，是不是能夠達到要求？再比如口罩用彈性纖維材料，如果能研發(fā)出恒應力的材料，就會減少對醫(yī)護人員臉部的傷害。

科研要真正面向需求，尤其對于工科來說。研究人員要多關注一線問題，研究實際工作環(huán)境條件下的應用機理，而不是在實驗室中閉門造車。中國創(chuàng)造需要在細節(jié)上進行突破，有很多小創(chuàng)新、大市場的東西值得我們去做。

朱美芳：面對突如其來的新冠肺炎疫情，東華大學的纖維材料改性國家重點實驗室急國家所急，緊急啟動了“新型冠狀病毒醫(yī)衛(wèi)防護材料應急專項”科技攻關，其中的一個重點任務目標就是，讓護目鏡、防護服穿戴后不再感覺難受，讓一線醫(yī)護人員能夠更舒服地工作。

我們的應急科技項目主要涉及醫(yī)用防護口罩濾料、護目鏡、防護服面料等醫(yī)用防護制品和衛(wèi)生用品材料開發(fā)；防護材料的防護性改善研究；防護材料的安全衛(wèi)生性改善研究；防護材料的服用性、舒適性改善研究等等。還有一項研究也很值得期待，就是要開發(fā)一種具有滅病毒、傳感、顯色功能的智能防護口罩。

纖維是當今人類發(fā)現的最重要材料之一，纖維的“進化過程”亦是人類與自然環(huán)境抗爭、適應的過程。特別是用各類高科技手法制成的新型纖維，天生不愛“循規(guī)蹈矩”，勇于挑戰(zhàn)厚度、抗菌能力、耐火耐熱性等各種極限，這意味著未來的醫(yī)衛(wèi)防護用品、服裝等將被注入越來越多的特殊功能。

TAweekly：這幾年我國醫(yī)衛(wèi)防護用品有什么進展？您認為未來醫(yī)衛(wèi)防護用品的發(fā)展趨勢是什么？

王華平：相對于歐美等國，我國醫(yī)用防護服材料起步較晚，在國內醫(yī)療機構除了部分有特殊需求的手術外，大部分醫(yī)生一般首選棉布手術衣。傳統的棉手術衣在干燥狀態(tài)下可阻隔一定量的微生物，但在沾血或潮濕狀態(tài)下防護效果大大降低，無法阻隔病原菌滲透防護服，極易對人體造成感染。

我國在2003年“非典”期間，由解放軍后勤部軍需裝備研究所和相關公司合力設計開發(fā)了一種能對病毒穿透織物侵染肌體起到一定防護作用的SERS防護服，用Crosstech材料制成防水透氣抗菌服裝。但由于醫(yī)療機構采購技術的審核標準較低，所以當時市場的主流還是選用傳統的手術衣。

我國復合材料手術衣在近幾年發(fā)展迅速，復合材料手術衣具有重量小、防水、透氣的優(yōu)勢。如果將用于制作沖鋒衣的防水透氣功能的復合材料應用在手術衣上，便能兼具防護與舒適的功能。雖然復合材料手術衣的成本高于全棉手術衣，但復合材料手術衣可以多次洗滌，可重復利用性更高。目前國內外使用的手術服面料大都采用聚丙烯紡粘—熔噴—紡粘復合非織造布。該材料經“三防”整理后，一方面能夠有效防水、防污、防滲透，阻隔性能優(yōu)異，免除了造成大量醫(yī)護人員因為醫(yī)療織物引起的感染問題；另一方面解決了一次性防護服防護性能差、透氣性差問題，更解決了廢棄醫(yī)用織物處理產生的環(huán)境污染和一次性無紡布醫(yī)用織物高成本問題。

總體來看，國際上醫(yī)用紡織科技產品的發(fā)展方向勢必朝著可降解、復合化、功能化、微創(chuàng)化、智能化方向發(fā)展。生物醫(yī)用紡織材料的發(fā)展除了加強前沿基礎研究外，還要提高我國高端生物醫(yī)用紡織品原創(chuàng)及自主創(chuàng)新能力。今后要保障產品從原料到制造再到使用全過程的認證，除了使產品具有抗菌性等表面活性技術，還要解決應對未來外科無創(chuàng)手術、傷口縫合前消毒等新要求的關鍵技術，以順應醫(yī)療市場拓展的潮流。

TAweekly：請您設想一下未來口罩、防護服等醫(yī)衛(wèi)防護用品將是什么樣的？

靳向煜：口罩和防護服、隔離服、膜各類相關材料要立足于國產化。在各種先進材料和技術的發(fā)展下，未來的防護服可以是采用正壓防護體系智能化設計，即防護服自身攜帶風機、電池及過濾單元，靠這些單元往防護服內輸送無病毒的空氣。這樣不僅能大幅提高防護服的安全性，還能夠提供穿戴者呼吸用的新鮮空氣，將熱量與水蒸氣帶走，降低起霧，提高穿著舒適性。為方便溝通，其內部也可以配置智能化裝備如藍牙、對講機等。

相信上述的研發(fā)方向已有新的研究進展。無論是非織造基布覆膜而成的醫(yī)用防護服面料，還是閃蒸法制備而成的醫(yī)用防護服面料，由于多采用PP和PE作為主要原料，該面料容易摩擦起靜電，影響醫(yī)護過程中的使用性能。因此一般在完成面料生產后，需要進行抗靜電處理。SFS或SF覆膜非織造材料也是采用抗靜電劑整理的方法，賦予材料抗靜電性能。而新型的木漿復合水刺非織造技術生產的防護材料由于含有親水性纖維木漿，不需要再經過任何抗靜電整理。

防護服必須具備良好的防護性和滿足不同使用場合的功能性，如阻燃隔熱、防輻射、耐酸耐堿性、抗撕裂和刺穿、液體阻隔性、氣密性等。根據不同防護目的、應用場合以及防護原理，設計和制造防護服需要滿足以上一種或多種功能性以達到所需的防護效果。

朱美芳：在未來人類抗擊病毒的戰(zhàn)斗中，“新型纖維”有望大顯身手。比如，在健身房里做運動，外套隨手一擱；去公共浴場泡澡，內衣往更衣箱里一塞。在公共場所不經意的舉動，往往會讓衣物置身于病菌威脅中。如今不用為此提心吊膽了，因為一系列抗菌服和抗菌制品已經面市，穿上它就能抵御細菌侵入。那么，在此基礎上，是否能利用新型纖維做出一件“抗病毒服”，它自身就能消滅新冠病毒，并可重復循環(huán)使用，醫(yī)護人員也不必再擔心“浪費”而長時間不喝水、不上廁所了。 又比如，現在我們戴口罩只是起到隔離病毒的作用，能否用上“新型纖維”，讓未來的口罩可以直接殺死病毒；或者，當某一病毒侵襲的時候，口罩能夠變色預警。

TAweekly：非常感謝三位專家的講解，相信在各位專家的引導下，在產業(yè)鏈上下游各單位的配合下，我國醫(yī)衛(wèi)防護用品將取得更大的發(fā)展成果。