可重復用醫(yī)用防護織物的防護效果探討

和超偉，廉志軍，姜 鋒

（中國紡織科學研究院有限公司，北京 100025）

自全球暴發(fā)新型冠狀病毒肺炎疫情以來，醫(yī)用防護服裝的需求量激增。目前醫(yī)用防護服以一次性醫(yī)用防護服為主，透氣透濕性能差，舒適性低；醫(yī)用防護服使用一次后即丟棄，既浪費資源，又污染環(huán)境。可重復使用醫(yī)用防護服的使用能夠提高穿著舒適度，節(jié)約成本，避免資源浪費和污染環(huán)境，是醫(yī)用防護服的發(fā)展趨勢［1］。

目前市場認可的重復使用醫(yī)用防護服的結構分為表層、中間層與里層3 部分。表層為滌綸長絲織物，中間層為聚四氟乙烯膜（PTFE），內層通常為結構疏松的針織物［2］。表征防護效果的指標包括抗?jié)B水性、透濕率、抗合成血液穿透性、過濾效率、表面抗?jié)裥阅?；反映織物基本性能的指標包括斷裂強力、斷裂延伸率以及耐磨性能。若想賦予醫(yī)用防護服其他功能，還要考察其抗靜電性能、阻燃性能等［3-4］。

本實驗主要討論可重復用醫(yī)用防護服的抗?jié)B水性、透濕率、抗合成血液穿透性、過濾效率、表面抗?jié)裥阅艿确从撤雷o效果的核心指標。

1 實驗

1.1 材料

織物A：綠色條紋針織布，正面30D 滌綸DTY 長絲經編針織布，單位面積質量50 g/m2，中間層PTFE膜，反面同正面，導電絲質量分數(shù)1%。

織物B：藍色條紋斜紋機織布，正面68D×68D 滌綸DTY 長絲，單位面積質量185 g/m2，中間層PTFE膜，反面20D 滌綸DTY 長絲經編針織布，單位面積質量28 g/m2，導電絲質量分數(shù)1%。

織物C：白色條紋針織布，正面30D 滌綸DTY 經編針織布，單位面積質量50 g/m2，中間層PTFE 膜，反面同正面，導電絲質量分數(shù)1%。

織物D：白色格子機織物，正面75D×75D 滌綸DTY，單位面積質量144 g/m2，中間層PTFE 膜，反面20D 滌綸DTY 經編針織布，單位面積質量28 g/m2，導電絲質量分數(shù)2%。

織物E：白色格子機織布，正面100D×100D 滌綸DTY，單位面積質量115 g/m2；反面20D 滌綸DTY 經編針織布，單位面積質量28 g/m2，導電絲質量分數(shù)4%。

1.2 儀器

JSM-6360 掃描電鏡（日本電子株式會社），Y（B）089E 紡織品縮率測試機（溫州市大榮紡織儀器有限公司），F(xiàn)X3000 靜水壓測試儀（瑞士TEXTEST 公司），DH-450 透濕試驗裝置（日本株式會社大榮科學精器制造所），F(xiàn)YY181 醫(yī)用防護服合成血液穿透儀（溫州方圓儀器有限公司），TSI 8130A 自動濾料測試儀（美國TSI公司）。

1.3 重復洗滌方法

第一步高溫洗滌：80 ℃洗滌10 min，消毒并去除織物表面污漬。

第二步標準洗滌：參考GB/T 8629—2017《紡織品試驗用家庭洗滌和干燥程序》，采用紡織品縮率測試機進行洗滌（洗滌劑采用附錄Ⅰ中的標準洗滌劑1，洗滌程序采用附錄B 中編號為4N 的洗滌程序；加洗滌劑40 ℃洗滌15 min，前3 次漂洗3 min，第4 次漂洗2 min，脫水5 min）。

第三步：重復第一步和第二步，連續(xù)循環(huán)重復洗滌20次，懸掛晾干。

1.4 覆膜工藝

倒卷→軋光→貼PTFE 膜→保溫固化→貼內層織物→保溫固化→拒水整理。

1.5 測試

抗?jié)B水性能：參考GB/T 4744—2013《紡織品 防水性能的檢測和評價靜水壓法》進行測試。

透濕率：參考GB/T 12704—1991《織物透濕率測定方法透濕杯法》進行測試。

抗合成血液穿透性：參考GB/T 19082—2009《醫(yī)用一次性防護服技術要求》進行測試。

過濾效率：參考GB/T 19082—2009《醫(yī)用一次性防護服技術要求》進行測試。

2 結果與分析

2.1 織物覆膜前后的防護指標

織物A、B、C、D、E 分別為規(guī)格不同的針織物或者機織物，所用PTFE 膜規(guī)格有差異，單位面積質量不同，有單組分和雙組分兩種膜。由表1 可以看出，未覆PTFE 膜的織物抗?jié)B水性能靜水壓均為0 kPa，抗合成血液穿透性能等級均為0 級，透濕率均大于8 900 g/（m2·24 h），過濾效率為10%～65%；覆PTFE 膜之后的織物抗?jié)B水性能靜水壓上升，為38～200 kPa（織物D 抗?jié)B水性能為50～200 kPa 不等，表明布面不均勻），透濕率為5 900～10 380 g/（m2·24 h），抗合成血液穿透性能等級均大于4 級，過濾效率均大于90%。覆膜前后織物的防護效果變化明顯：未覆PTFE 膜的織物，幾乎沒有阻攔液體穿透的能力，過濾效果差，透濕率高；經過覆膜加工，織物具有了良好的防護效果，能夠滿足GB/T 19082—2009 中對醫(yī)用防護服面料指標的要求。原因可能是普通機織物與針織物內纖維間有空隙，織物空隙大，有利于液體、氣體穿透，無法防止水、合成血液等的穿透；可重復用PTFE 覆膜織物因為PTFE 膜的多孔組織結構，使其具有防止液體分子穿行但是允許氣體分子穿行的特點［5］，使織物同時具備良好的過濾效率與透濕率，同時又具備抗?jié)B水、抗合成血液穿透性。

表1 覆膜前后可重復用醫(yī)用防護織物指標

2.2 防護織物內PTFE 膜的狀態(tài)

對比圖1a、1b 可以看出，可重復用防護織物在覆PTFE 膜加工過程中，對防護織物內的PTFE 膜有一定程度的損傷，表現(xiàn)在PTFE 膜的部分透氣孔被堵塞。

由圖1c 可看出，經過重復洗滌后，防護織物內的PTFE 膜都有不同程度的損傷，有些氣孔粘合在一起，甚至出現(xiàn)不同形態(tài)的裂紋。PTFE 膜的熔融溫度為327～342 ℃，本實驗洗滌條件下的洗滌溫度不會改變PTFE 膜的化學形態(tài)，損傷來自物理作用力。洗滌過程中的洗滌及脫水程序對防護織物有強烈的機械拉伸與拍打作用，致使PTFE 膜表面的孔粘合在一起，甚至將PTFE膜撕裂。此外，洗滌劑的微小顆粒進入PTFE膜內微孔將其堵塞，孔隙率下降，對織物內的PTFE膜也有損傷。

圖1 防護織物內PTFE 膜的電鏡照片

2.3 重復洗滌對防護織物防護效果的影響

由表2 可以看出，重復洗滌前后含PTFE 膜的防護織物過濾效率與抗合成血液穿透性能均沒有變化；織物C 的抗?jié)B水性能升高，透濕率下降；織物A、織物D 與織物E 的抗?jié)B水性能下降，透濕率升高；所有防護織物表面的抗?jié)裥阅芫胁煌潭鹊南陆??？椢锏目節(jié)B水性能升高，透濕率下降，原因可能是洗滌過程中PTFE 膜受機械作用損傷，部分膜內微孔被堵塞。當PTFE 膜所受機械作用進一步加強，膜受損出現(xiàn)裂紋，致使織物抗?jié)B水性能下降，透濕率升高，織物防護性能大幅度下降。

表2 洗滌前后可重復用醫(yī)用防護織物指標

在洗滌過程中，織物經歷洗滌、脫水等，強大的機械作用力會損傷覆膜織物，使膜與織物剝離，造成織物表面出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象，對織物中間層的PTFE 膜造成物理損傷；80 ℃高溫洗滌會加大這種機械損傷程度。

洗滌前后防護織物的抗?jié)裥阅茏兓芸椢锞芩硇Ч挠绊懀芩韯┦欠衲拖礇Q定了洗滌后織物的表面抗?jié)裥阅艿燃?。拒水整理效果?yōu)異的織物，經過重復洗滌后能夠保持良好的拒水效果，織物的抗?jié)裥阅艿燃壿^高。

3 結論

（1）加入聚四氟乙烯膜可以提高織物的抗?jié)B水性能靜水壓至38～200 kPa，抗合成血液穿透性大于4級，過濾效率大于90%，透濕率降低至5 900～10 000 g/（m2·24 h）。（2）重復洗滌對防護織物內的PTFE 膜有損傷，造成氣孔粘合及膜出現(xiàn)裂紋。（3）經過20 次重復洗滌后，聚四氟乙烯防護織物抗?jié)B水性能下降，透濕率升高，表面抗?jié)裥阅芟陆担购铣裳捍┩感耘c過濾效率變化不明顯。