PTFE 膜/經(jīng)編織物復(fù)合醫(yī)用防護(hù)面料開發(fā)及性能研究

孫喜娥，廉志軍，張師軍，徐毅輝，姜超，高達(dá)利

（1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080；2.中國紡織科學(xué)研究院有限公司，北京 100025；3.中石化（北京）化工研究院有限公司，北京 100013；4.中國石油化工股份有限公司，北京 100728）

引言

近幾年受新冠肺炎疫情的影響，醫(yī)用防護(hù)面料的開發(fā)得到很多的關(guān)注。在應(yīng)對大規(guī)模疫情時，傳統(tǒng)的用后即棄一次性醫(yī)用防護(hù)服在使用成本、儲運(yùn)、環(huán)境影響等方面存在的問題引發(fā)行業(yè)思考，僅2020 年1—4 月，我國一次性醫(yī)用防護(hù)服的消費量達(dá)到1.41 億件，對于使用后防護(hù)服的妥適處理成為一個不容忽視的環(huán)節(jié)，大量使用后的醫(yī)用防護(hù)服被當(dāng)作醫(yī)療垃圾焚燒，對環(huán)境造成不利影響[1-3]。

為開發(fā)可重復(fù)使用的醫(yī)用防護(hù)服面料，文章將聚四氟乙烯（PTFE）膜與經(jīng)編滌綸織物進(jìn)行復(fù)合，以經(jīng)編滌綸織物為承力骨架和面層，以PTFE 膜為中間隔離層，進(jìn)行醫(yī)用防護(hù)面料的開發(fā)。經(jīng)編滌綸織物具有尺寸穩(wěn)定性好、孔隙率高、透濕性高的特點，而且其表面有一定的凹凸紋路，與膠的粘合性好[4]。PTFE 膜微觀結(jié)構(gòu)為大量微纖維組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，孔徑在幾十至數(shù)百納米之間，具有較好的防水透濕性和固體顆粒物阻隔性，能夠阻隔細(xì)菌、病毒和血液穿透，但PTFE 膜的力學(xué)性能較低，相對比較脆弱，所以將PTFE 膜夾在兩層基材面料中間，在使用過程中基材面料不破損，基材面料與PTFE 膜不脫層，復(fù)合面料的防護(hù)性能可一直保持[5-6]。

1 試驗材料及設(shè)備

1.1 實驗原料

30D 滌綸拉伸變形絲（DTY）經(jīng)編平布，克重54g/m2，幅寬153cm；30D含導(dǎo)電纖維滌綸DTY 經(jīng)編平布，克重55g/m2，幅寬153cm；PUR熱熔膠；PTFE 膜，克重15g/m2。

1.2 儀器設(shè)備

YG 812 型靜水壓儀（溫州際高檢測儀器有限公司）、DH-450 型透濕儀（日本大榮公司）、LFY-228 型醫(yī)用防護(hù)服合成血液穿透試驗儀（山東德瑞克儀器股份有限公司）、SCFF-1802D RL2000 TS18130A 型過濾效率測試儀（北京金洋萬達(dá)科技有限公司）、INSTRON3344 型材料力學(xué)測試儀（東莞市華科東尼儀器有限公司）、FYY342 型靜電衰減性測試儀（溫州方圓儀器有限公司）。

2 覆膜工藝研究

2.1 工藝流程

倒卷→軋光→貼PTFE 膜→保溫固化→貼內(nèi)層織物→保溫固化→拒水整理。

2.2 主要工藝參數(shù)

2.2.1 軋光工藝

軋光是指在一定溫度條件下通過軋輥對織物施壓讓織物表面更加平整或產(chǎn)生鏡面效果的加工工藝[7-8]。軋光主要利用織物在受熱條件下具有可塑性的性質(zhì)，通過熱壓作用將織物軋平，通過軋光處理可以讓織物表面與PTFE微孔膜貼合更加緊密，有助于提高粘合效果，同時可減少因布面不平造成的貼合過程對膜的損傷[9]。

工藝參數(shù)：壓輥溫度100℃，車速50m/min，張力14N。

2.2.2 貼膜工藝

為減小對PTFE 微孔膜透濕性的影響，采用點狀網(wǎng)紋方式上膠；采用2 次復(fù)合工藝將PTFE膜夾在兩層面料中間，即先將PTFE 膜與基布復(fù)合后，再將覆有PTFE膜的基布與另一層的基布復(fù)合。

PTFE 膜與經(jīng)編基布復(fù)合是通過導(dǎo)輥將基布送入膠輥處，同時PTFE 膜也被導(dǎo)輥帶到壓輥處，通過花紋狀膠輥上膠，在一定溫度下將PTFE 膜和基布貼合，熱熔膠與基布的貼合溫度為120℃。工藝條件見表1。

表1 膜與基布復(fù)合工藝條件

2.2.3 一道保溫固化

將貼膜后的防護(hù)服面料放入40℃恒溫恒濕箱內(nèi)，靜置24h，提升膜與基布的貼合牢度，如圖1 所示，紗線與膜表面的PUR 膠融合到一起，保證了較高的復(fù)合牢度和耐洗滌性。

圖1 紗線與PUR 膠融合程度

固化條件：溫度40℃，濕度70%。

2.2.4 貼內(nèi)層織物

內(nèi)層織物選擇結(jié)構(gòu)疏松，透濕透氣性好的經(jīng)編織物，保護(hù)中間的PTFE膜，如圖2 所示，工藝條件與表1 一致。

圖2 復(fù)合后面料截面

2.2.5 二道保溫固化

將復(fù)合面料放入40℃恒溫恒濕箱內(nèi)，靜置36h，進(jìn)行固化反應(yīng)。

固化條件：溫度40℃，濕度70%。

2.2.6 拒水整理

通過泡沫整理方式對外層織物進(jìn)行拒水整理，以滿足表面抗?jié)裥缘囊蟆?/p>

整理劑：FK-531B；烘干參數(shù)：110℃×90s；焙烘參數(shù)：150℃×60s。

3 洗滌及測試工藝

3.1 洗滌方法

參照標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 8629—2017《紡織品 試驗用家庭洗滌和干燥程序》。

洗滌劑：標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑。

陪洗物：參照GB/T 8629—2017中第16 頁附錄H.1，類型Ⅲ，被洗滌物加陪洗物總質(zhì)量不足2kg，需加入聚酯纖維針織物陪洗。

洗滌過程如下：

第1 步：80℃，水位10cm，洗滌10min，脫水6min，去除表面臟污。

第2 步：按 照GB/T 8629—2017中第9 頁附錄B 中表B.1 中4N 程序操作。

第3 步：重復(fù)第2 步，重復(fù)次數(shù)20 次。

第4 步：懸掛晾干。

3.2 耐洗性能測試

參考標(biāo)準(zhǔn)：GB 19082—2009《醫(yī)用一次性防護(hù)服技術(shù)要求》，其關(guān)鍵性能指標(biāo)主要有：抗?jié)B水性、透濕量、抗合成血液穿透性、表面抗?jié)裥?、過濾效率、斷裂強(qiáng)力等。

針對PTFE 膜與經(jīng)編平布的復(fù)合面料，項目分別測試了洗前、洗滌10 次、洗滌20 次的數(shù)據(jù)，見表2。

從表2 可以看出，洗滌20 次后復(fù)合織物的各項性能指標(biāo)仍優(yōu)于GB 19082—2009《醫(yī)用一次性防護(hù)服技術(shù)要求》的要求，可滿足重復(fù)用醫(yī)用防護(hù)面料產(chǎn)品開發(fā)的需要。

表2 復(fù)合織物主要性能指標(biāo)

4 結(jié)論

文章通過將PTFE 膜與滌綸經(jīng)編平布復(fù)合在一起，開發(fā)了一種耐洗滌性能達(dá)20 次以上的可重復(fù)醫(yī)用防護(hù)面料產(chǎn)品，試驗結(jié)果表明洗滌前及洗滌20 次后復(fù)合面料的各項性能指標(biāo)均大幅度優(yōu)于GB 19082 的要求，有廣闊的應(yīng)用前景。