可洗涤医用防护服面料的制备与性能研究_汪泽幸.pdf
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1、第 51 卷 第 6 期2023 年 6 月Cotton Textile Technology可洗涤医用防护服面料的制备与性能研究汪泽幸1 黄璐璐1 刘安全1 李文辉2 吴璠3(1.湖南工程学院,湖南湘潭,411104;2.湖南永霏特种防护用品有限公司,湖南湘潭,411101;3.深圳市微纳先材科技有限公司,广东深圳,518035)摘要:为提高医用防护服面料的耐洗涤性和穿着舒适性,开发了可洗涤医用防护服面料,对其防护性能进行研究。以机织物为内外层,以静电纺丝制备的聚酰亚胺纳米纤维膜为核心阻隔层,采用点式离线复合工艺,制备了 4种医用防护服面料,对其洗涤前后的外观、防护性能、舒适性和力学性能进行
2、了测试和分析。结果表明:以涤棉混纺机织物为外层面料而制备的防护服面料,经 20次洗涤后依然具备良好的防护性能、穿着舒适性能和力学性能,可满足医用防护服面料耐洗涤性的要求。关键词:医用防护服;聚酰亚胺;纳米纤维膜;过滤效率;液体防护性能;舒适性中图分类号:TS106.6 文献标志码:B 文章编号:1000-7415(2023)06-0007-05Preparation and performance investigation on washable fabric of protective clothing for medical useWANG Zexing1 HUANG Lulu1 LIU
3、 Anquan1 LI Wenhui2 WU Fan3(1.Hunan Institute of Engineering,Xiangtan,411104,China;2.Hunan Yourfield Special Protective Equipment Co.,Ltd.,Xiangtan,411101,China;3.Shenzhen Orwinner Technology Co.,Ltd.,Shenzhen,518035,China)Abstract In order to improve wear comfortability and durability of protective
4、 clothing for medical use,the washable fabric of protective clothing for medical use was developed.Its protective performance was studied.Four kinds of fabrics for medical protective clothing were prepared by point-type offline composite processing technology with polyimide nanofiber membrane via el
5、ectrospinning as core barrier layer and woven fabrics as inner and outer layers.The fabric appearance,protective properties,comfortability and mechanical properties before and after washing were tested and analyzed.Results showed that the protective fabrics prepared with polyester/cotton blended wov
6、en fabric as outer layer had excellent protective performance,wear conformability and mechanical properties after 20 times washes.It could meet the wash resistant of protective clothing for medical use.Key Words protective clothing for medical use,polyimide,nanofiber membrane,filtering efficiency,li
7、quid barrier performance,comfortability医用一次性防护服具有阻隔防护效果好、质量轻等显著优点,但是存在力学性能差、热湿舒适性不足等缺陷,同时带来的资源浪费、医疗垃圾处理难度及引起的环境问题亦备受关注12。目前,可重复使用医用防护服面料多以机织物或经编织物为内外层,以聚氨酯(Polyurethane,PU)高透膜、热塑性聚氨酯(Thermoplastic polyurethanes,TPU)薄膜、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)微孔膜或 PTFE 复合膜为核心阻隔层,采用湿气固化反应型聚氨酯(Polyurethane R
8、eactive,PUR)为黏合剂,通过离线复合方式制备而成36,虽然其对病原性微生物和病毒具有良好的阻隔性,但透湿性较差,且无法兼顾透气性,穿着舒适性较差7。静电纺丝制备的纳米纤维膜具有孔径小、空隙率高、比表面积大、具有大量且连续的内部孔道结构等特性,兼具优良的阻隔性能、透湿性能和透气性能810,但其力学性能相对较差,且接触舒适性不佳。为在确保防护性能的同时,兼顾耐用性能,本研究以静电纺丝制备的聚酰亚胺(Polyimide,PI)纳米纤维膜为核心阻隔层,机织物为内外层,复合制备了“三明治”结构形式的可重复使用医用防护服面料;考虑到耐洗涤性是可重复使基金项目:湖南省自然科学基金项目(2021JJ
9、50109);湖南省企业科技特派员计划项目(2021GK5043);湘潭市科技重点研发计划项目(SF-ZD20211002);湖南工程学院大学生创新创业训练计划项目(2022-47)作者简介:汪泽幸(1982),男,教授,收稿日期:2023-01-13】【7第 51 卷 第 6 期2023 年 6 月Cotton Textile Technology用医用防护服面料的关键要求之一11,因此对面料洗涤前后的防护性能、舒适性能以及力学性能进行了测试和分析。1 试样制备与性能测试1.1试样制备制备的试样规格见表 1。其中,内层材质均为 132 dtex涤纶长丝;PI纳米纤维膜为阻隔层,实测厚度为 2
10、7.78 m,单位面积质量为 4.25 g/m2。以改性 PUR 为黏合剂,委托某公司采用离线双面点式复合工艺制备,单面上胶量均约为 20 g/m2。3#试样与 4#试样的外层面料在复合前进行“三拒一防”整理,即:拒水、拒血液、拒酒精及防静电后整理。1.2性能测试依据 GB/T 86292017 纺织品 试验用家庭洗涤和干燥程序 中 4N 程序,加入标准洗涤剂对试样进行洗涤、悬挂晾干,对不同洗涤次数的试样外观、层间剥离强度、对非油性颗粒物的过滤效率、防沾水性能、耐静水压性能、耐合成血液穿透性能、透湿与透气性能、拉伸断裂强度、撕破强力、抗穿刺性能等进行测试和分析。采用 YG(B)026G250
11、型电子织物强力机,依据 FZ/T 600112016 复合织物剥离强力试验方法 对试样洗涤前后的剥离强度进行测试,试样有效宽度 50 mm,有效夹持长度 50 mm,加载速度100 mm/min,记录最大剥离强力,取 3 次测试结果的平均值为评价指标。采用 TSI8130 型自动滤料测试仪,依据 GB 19082 2009 医用一次性防护服技术要求 中5.7 相关测试方法,就试样对非油性颗粒物的过滤效率进行测定。测试过程中,设定空气流量15 L/min,气流通过截面积 100 cm2,取试样 3 个不同部位的过滤效率平均值为评价指标。参考 GB/T 47452012 纺织品 防水性能的检测和评
12、价 沾水法,对试样外侧表面 3个不同部位的表面抗湿性能进行评价,并取平均值为评价指标。采用 YG(B)812 Q20 型纺织品耐静水压测试仪,参考 GB/T 47442013 纺织品 防水性能的检测和评价 静水压法 对试样的耐静水压性能进行测试。测试时,水温保持在(202),设定水压上升速率 6.0 kPa/min,测试面积 100 cm2,取试样 5个不同部位的平均值为评价指标。采用 LFY228 型医用防护服合成血液穿透测试仪,参考 YY/T 07002008 血液和体液防护装备 防护服材料抗血液和体液穿透性能测试 合成血试验方法,评估试样对血液和体液穿透的抵抗能力,取试样 3 个不同部位
13、的平均值为评价指标。采用 YG(B)216II 型织物透湿量仪,参考GB/T 12704.12009 纺织品 织物透湿性试验方法 第 1部分:吸湿法 对试样的透湿性能进行测试,取 3次测试结果的平均值为评价指标。采用 YG(B)461T 型全自动织物透气性能测试仪,参考 GB/T 54531997 纺织品 织物透气性的测定,对面料的透气性能进行测定,测试面积 20 cm2,压降设定 100 Pa,取试样 10 个不同部位测试结果的平均值为评价指标。采用 GB(B)026G250型电子织物强力机,参考 GB/T 3923.12013 纺织品 织物拉伸性能 第 1 部分:断裂强力和断裂伸长率的测定
14、(条样法)对试样的拉伸断裂强度进行测定,经纬向试样 的 有 效 尺 寸 300 mm50 mm,夹 持 长 度200 mm,设定拉伸速度 100 mm/min,取 5 个有效试样测试结果的平均值为评价指标。采用 YG(B)026G250 型电子织物强力机,参考 GB/T 3917.32009 纺织品 织物撕破性能 第 3 部分:梯形试样撕破强力的测定,测定试样的撕破强力,设定拉伸速度 100 mm/min,取 5表 1内外层面料及成品面料规格参数试样编号1#2#3#4#单位面积质量/(g m2)131219144261外层材质涤纶+防静电丝涤纶+防静电丝涤纶+防静电丝涤/棉 65/35外层经密
15、/根 (10 cm)1490592478574外层纬密/根 (10 cm)1340346324344外层纱线密度/tex 11.1 11.1 8.329.537.0内层经密/根 (10 cm)1500500470470内层纬密/根 (10 cm)1450450420420】【8第 51 卷 第 6 期2023 年 6 月Cotton Textile Technology次有效测试结果的平均值为评价指标。采用 YG(B)026G250 型电子织物强力机,参考 GB/T 206552006 防护服装 机械性能 抗刺穿性的测定 对试样的抗穿刺性能进行测定,设定穿刺速度 100 mm/min,取 4个
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