細說一次性抗病毒防護服

文/馮憲 編輯/丙丁

馮憲

教授級高級工程師，曾任上海市服裝研究所總工程師，參與過《學會修飾打扮》《生態(tài)紡織的構(gòu)建與評價》《智能紡織品開發(fā)與應(yīng)用》等10余部專著的編撰工作，并發(fā)表過60余篇專業(yè)論文和100多篇科普文章?，F(xiàn)為上海市科普作家協(xié)會會員、上海市老科技工作者協(xié)會科普講師團講師、上海市科技項目獎勵評審專家（紡織專業(yè)）。

此次抗擊新冠肺炎疫情，廣大醫(yī)護工作者和防疫人員“白衣執(zhí)甲”，實施救治和開展防控的情景讓人印象深刻。所謂“白衣執(zhí)甲”是指身穿抗病毒防護服的廣大醫(yī)護工作者和防疫人員，猶如戴盔披甲的戰(zhàn)士沖向戰(zhàn)場一般，在抗“疫”戰(zhàn)線上舍生忘死、辛勤忙碌，他們的身影鼓舞了人民群眾戰(zhàn)勝疫魔的信心。從中也讓人看到，一次性抗病毒防護服在輔助專業(yè)人員救治病人、控制疫情蔓延方面成效明顯，為廣大醫(yī)護工作者和防疫人員自身的安全健康起到了保駕護航的關(guān)鍵性作用。

一、研發(fā)依據(jù)和基礎(chǔ)

醫(yī)學研究表明：此次流行的新冠肺炎病毒具有一定隱蔽性和極強的傳染性。它通過飛沫在空氣中傳播，并具有一定的依附性，通過呼吸道和黏膜部位接觸后，特別容易對健康人群造成感染。醫(yī)護工作者在進行醫(yī)療救護工作時，因長時間與新冠病毒肺炎患者近距離接觸，被傳染的幾率增大。出于保護白衣天使自身安全健康的需要，不斷提高防范能力，杜絕被新冠肺炎病毒感染的危險，需要穿著與使用專門的抗病毒防護服裝。一次性抗病毒防護服與其他防護用品配合使用，如口罩、護目鏡、面罩、手套、專用鞋等，成為廣大醫(yī)護工作者和衛(wèi)生防疫人員戰(zhàn)“疫”的貼身衛(wèi)士。

醫(yī)用防護服種類多樣，有日常工作服（俗稱白大褂）、護士服、手術(shù)衣等，一次性抗病毒防護服屬于其中比較特殊的一種。其他醫(yī)用防護服選用的面料均為機織物，雖然有一般機織物和高密織物（多用于手術(shù)衣）的區(qū)分，但均屬于采用傳統(tǒng)紡織技術(shù)加工而成，具有一定的透氣排濕性能，穿著比較舒適，也能適應(yīng)洗滌維護處理，消毒后可重復(fù)使用。但這些用機織物制成的醫(yī)用防護服，因紗線經(jīng)緯交織，表面會存在許多孔隙，對病毒的阻隔性較差，抗病毒的安全性自然難以保證。

▲ MS復(fù)合無紡布構(gòu)成及功能示意圖

鑒于新冠病毒直徑僅為100納米，飛沫直徑為1微米至5微米，氣溶膠直徑在0.01微米至10微米之間。故抗病毒防護服面料表面不能存在過大的孔隙，這是傳統(tǒng)紡紗織布技術(shù)所難以做到的。相對于那些可重復(fù)性使用的醫(yī)用防護服而言，一次性抗病毒防護服應(yīng)用材料及構(gòu)成方法比較特殊，主要體現(xiàn)為密閉性能更加突出，能夠有效起到阻隔病毒接觸人體的作用。

▲ 復(fù)合無紡布熱軋設(shè)備

二、主要原材料應(yīng)用及加工制作方式

抗病毒防護服所用面料需要依靠可以構(gòu)成亞微米或納米級別新材料的非織造技術(shù)來實現(xiàn)。非織造技術(shù)又稱為無紡技術(shù)，是現(xiàn)代紡織工業(yè)發(fā)展進程中一項年輕且應(yīng)用前景廣泛的新技術(shù)，它誕生于二十世紀初。通過非織造技術(shù)形成的非織造布（亦稱無紡布）是一種柔軟、透氣的平面片狀材料，它采用高分子聚合物切片、短纖維或長絲等原料，運用現(xiàn)代物理學、化學等學科原理，綜合實施紡織、化工、塑料及造紙等行業(yè)加工技術(shù)，通過各種纖網(wǎng)成形方法和固結(jié)技術(shù)加工而成，具有工藝流程短、生產(chǎn)速度快、產(chǎn)量高、成本低、用途廣、原料來源多等優(yōu)勢。由于“重量輕、切口完整性佳”和“保型性能好、回彈性優(yōu)良、洗后不回縮、保暖透氣性好、使用無方向性要求、價格低廉”等優(yōu)勢，它在各種非織造布應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，僅在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域就可用于手術(shù)衣、防護服、消毒包布、口罩、尿片、婦女衛(wèi)生巾等諸多品種。

一次性抗病毒防護服面料由復(fù)合型非織造布構(gòu)成，使用的原材料主要為聚丙烯（丙綸），它是一種石油精煉的副產(chǎn)物，再經(jīng)過聚合形成的高分子化合物。復(fù)合型非織造布的構(gòu)成方式有多種，如熱軋、針刺、熱風黏合等，而一次性抗病毒防護服面料主要是采用熱軋技術(shù)，實現(xiàn)紡黏/熔噴/紡黏（SMS）或紡黏/熔噴/熔噴/紡黏（SMMS）等材料的組合（層壓），再加覆（涂層）微孔薄膜，并作拒水、拒血液、拒酒精，抗靜電的“三拒一抗”功能化整理后，才能成為安全系數(shù)高的一次性抗病毒防護服的用料。相比一般醫(yī)用防護服的機織物，一次性抗病毒防護服面料更具阻擋各類液體和微小顆粒物滲入的功能，防病毒的性能顯著提高。用于一次性抗病毒防護服面料的克重一般應(yīng)達到60～100g/m2，厚度應(yīng)達到中型以上。

現(xiàn)在，一種更先進的，可制備亞微米-納米級非織造過濾或防護材料的技術(shù)也得到了市場化應(yīng)用，那便是靜電紡絲成網(wǎng)技術(shù)。靜電紡絲成網(wǎng)生成的納米級成品具有很好的生物相容性及可降解性，并存在大的比表面積和孔徑小、孔隙率高、纖維均勻性好等優(yōu)良特性，主要應(yīng)用于生物醫(yī)學領(lǐng)域的藥物控釋、創(chuàng)傷修復(fù)、生物組織工程等方面，它在氣體、液體過濾及個體防護等領(lǐng)域也得到很好應(yīng)用。靜電紡絲成網(wǎng)技術(shù)因為制造裝置簡單、紡絲成本低廉、可紡物種繁多、工藝可控等優(yōu)點獲得了快速發(fā)展，并已成為有效制備醫(yī)用納米纖維材料的主要途徑之一。據(jù)悉，國外已經(jīng)能夠生產(chǎn)幅寬為1 200mm，克重為0.25 g/m2的輕薄型產(chǎn)品，擴大了非織造布在醫(yī)療衛(wèi)生、過濾行業(yè)的應(yīng)用范圍。

三、款式設(shè)計特點及成衣功能

▲ 紡黏布（左）、熔噴布（右）

一次性抗病毒防護服借鑒了宇航服、飛行服、潛水服和防化服等功能性服裝的某些結(jié)構(gòu)式樣和護體性能，在阻止病毒與人體接觸方面具備了特殊的功效。它通常采取連衣褲結(jié)構(gòu)，在袖口、褲腳口處收緊，有的款式則與襪、帽渾為一體，盡量減少拼縫部位，增強密閉性，并盡可能多地覆蓋人體，減少暴露在外的部位，降低病毒接觸感染的機會。從具體款式結(jié)構(gòu)上看，它一般為帶有防護帽的上下裝連體式造型，并且在相關(guān)拼縫、拼接部位加裝熱塑黏合型的密封隔離帶，帽子外口也采取收緊式，穿著后可包覆住額頭，收緊下巴及以下頸部部位，盡量減少臉部外露的面積，以此提高人體防護功效。這種抗病毒防護服與長筒防護靴、可過濾空氣有害成分及病毒的專用口罩、密封型防護眼鏡，以及束緊式橡膠手套配套使用，就能夠有效地發(fā)揮防止病毒侵入人體的功能。當然，一次性抗病毒防護服因為突出了阻隔病毒功能，所以透氣排濕性能會受到制約，穿著舒適度要比那些用機織物制成的醫(yī)用防護服降低不少。

一次性抗病毒防護服應(yīng)具備下列特性與功能：⑴液體阻隔性——能夠有效阻擋各類液體性物質(zhì)，如血液、藥液、病人體內(nèi)各種排出液以及其他各種液體性物質(zhì)的滲透；⑵過濾作用——能夠有效阻攔空氣中飄浮的各類有害物質(zhì)進入防護服內(nèi)層；⑶具有一定的抗撕扯與耐磨擦牢度——所用材質(zhì)必須具有一定的斷裂強力、斷裂伸長率和耐磨擦性，防止在使用過程中出現(xiàn)破損現(xiàn)象；⑷具有一定的阻燃和抗靜電性能；⑸具有一定的舒適性——所用材質(zhì)為無毒類物質(zhì)，穿著后對人體皮膚和器官無不良刺激，在確保阻擋病毒、病菌侵入的前提下適當體現(xiàn)透氣透濕性能；⑹使用后易于消毒滅菌，作便捷化處理。由于目前應(yīng)用的一次性抗新冠肺炎病毒醫(yī)用防護服主要選用非織造材料（復(fù)合無紡布）制成，具有產(chǎn)量高、造價低、易處理等特點，穿脫也比較方便，所以醫(yī)護工作者脫離救治現(xiàn)場后，通常經(jīng)過消毒即作廢棄處理。

行文至此，眼前浮現(xiàn)出一些抗“疫”初期的畫面：脫下抗病毒防護服的醫(yī)生護士內(nèi)衣被汗水濕 透；某街道防疫干部抗病毒防護服撕破了，臨時只能用封箱膠帶黏合一下……這表明，現(xiàn)有一次性抗病毒防護服在透氣透濕性能、使用牢度等方面，還需要進一步加以改進與完善。

當前，抗擊新冠肺炎“疫”情的斗爭正在世界各國全面鋪開，一次性抗病毒防護服的需求量也在不斷增長，通過對材料應(yīng)用、構(gòu)成加工技術(shù)及功能等相關(guān)內(nèi)容的了解，可以進一步加深對它的認識。相信隨著科技創(chuàng)新力度的不斷加大，今后還會有功能更加完備、穿著更加舒適的抗病毒防護服問世，給白衣天使和其他防疫人員帶來更加貼心、更加安心的呵護，讓他們能夠全身心、義無反顧地投入到救治與預(yù)防工作中去，為取得這場抗擊新冠肺炎疫情的最后勝利，提供更加強大、有效的安全物質(zhì)保障。

▲ 造型結(jié)構(gòu)示意圖