一種改性高彈尼龍壓瘡坐墊特性測(cè)試分析及應(yīng)用

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)尼龍材料韌性差的問(wèn)題，提出一種改性高彈尼龍材料的制備，并以該材料為原料制作老年壓瘡坐墊，預(yù)防老年壓瘡的產(chǎn)生。試驗(yàn)結(jié)果表明，使用分子量為931的四乙烯五胺（TEPAF）為原料，在熱塑性彈性體乙烯-辛烯共聚物（POE）∶氧化石墨烯（GO）=1∶0.6條件下制作的相容劑可使MAPOE在尼龍基體內(nèi)分散良好，不出現(xiàn)明顯分容現(xiàn)象。此時(shí)制備的改性高彈尼龍彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度分別為117、124和88 MPa，韌性得到明顯改善。以該改性高彈尼龍制作的壓瘡坐墊護(hù)理重癥老人，在降低壓瘡發(fā)生率方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高彈尼龍；老年壓瘡；相容劑；增容效果

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ342+.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2025）01-0082-04

Analysis and application of a modified high elastic nylon pressure ulcer seat cushion

XU Huixuan，ZHANG Na，LI Guoqing，LIU Zishuang，F(xiàn)ENG Jing，LIU Shuo

（Elderly Rehabilitation Center，Beijing Rehabilitation Hospital of Capital Medical University，Beijing 100144，China）

Abstract：Aiming at the problem of poor toughness of traditional nylon materials，a modified high elastic nylon ma?terial was proposed for preparation，and this material was used as the raw material to make elderly pressure ulcer seat cushions to prevent the occurrence of elderly pressure ulcers.The experimental results showed that the compati?bilizer made under the condition of thermoplastic elastomer ethylene-octene copolymer（POE）∶graphene oxide（GO）=1∶0.6 using tetraethylenepentamine（TEPAF）with molecular weight 931 as raw material could make MA?POE disperse well in the nylon matrix without obvious volume separation.At this time，the flexural strength，com?pressive strength and tensile strength of the modified high-elastic nylon were 117，124 and 88 MPa，respectively，and the toughness was significantly improved.The pressure ulcer cushion made of modified high-elastic nylon has certain application value in reducing the incidence of pressure ulcers in the nursing of the critically ill elderly.

Key words：high elastic nylon；elderly pressure ulcers；compatibilizer；capacity increase effect

關(guān)于老人壓瘡護(hù)理治療的研究有很多，如研究了不同敷料在老年壓瘡患者護(hù)理中的應(yīng)用效果[1]。使用院內(nèi)制劑復(fù)方紫草燒傷油加碘伏聯(lián)合壓瘡護(hù)理對(duì)老年壓瘡進(jìn)行治療[2]。通過(guò)負(fù)壓封閉引流技術(shù)（VSD）聯(lián)合系統(tǒng)性濕性療法對(duì)Ⅳ期壓瘡患者進(jìn)行治療[3]。為了更好的預(yù)防老年壓瘡的發(fā)生，試驗(yàn)以文獻(xiàn)[4]為參考，制備了一種高彈尼龍，并以該材料為原料制作壓瘡坐墊，并對(duì)其壓瘡預(yù)防效果進(jìn)行研究。

1試驗(yàn)部分

1.1材料與設(shè)備

主要材料：濃硫酸（AR，瑞承化工）；石墨（AR，嘉碩建材）；硝酸鈉（AR，鑫弘瑞化工）；高錳酸鉀（AR，宸鴻生物技術(shù)）；雙氧水（AR，慧澤生化科技）；2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨（GTA）（AR，津盛泰化工）；四乙烯五胺（TEPA）（AR，鴻狀化工科技）；甲醛（AR，金聚旺化工）；二甲苯（AR，澤盛化工）；馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（MAPOE）（AR，啟航化工科技）；甲苯-2，4-二異氰酸酯（TDI）（AR，普萊華化工）；己內(nèi)酰胺（AR，茂發(fā)化工）。

主要設(shè)備：WAW-C型試驗(yàn)機(jī)（中正試驗(yàn)機(jī)）；ZB-901C型沖擊試驗(yàn)機(jī)（正瑞泰邦電子科技）；SS-150型掃描電子顯微鏡（善時(shí)儀器）；JB-STA-1200型同步熱分析儀（久濱儀器）；CJ1型磁力攪拌機(jī)（正瑞泰邦電子科技）；BLH-S2型恒溫水浴鍋（標(biāo)隆儀器）。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1相容劑的制備

（1）按照一定配比在燒杯中依次放入濃硫酸和硝酸鈉，在冰鹽浴的條件下磁力攪拌使其完全反應(yīng)，攪拌時(shí)間為1 d；

（2）反應(yīng)結(jié)束后取出燒杯放入水浴鍋中，加入高錳酸鉀后緩慢升溫?cái)嚢柚寥芤鹤兊谜吵怼＜尤胝麴s水后繼續(xù)升溫?cái)嚢瑁?5 min后，取出燒杯；

（3）緩慢滴加雙氧水至溶液不變色，放入足量去離子水靜置分層，取上層溶液得到改性氧化石墨烯水溶液（GO）；

（4）將一定量GTA放入GO水溶液中，再超聲分散至析出淺棕色絮體，靜置使其充分沉淀，離心取出沉淀物后用去離子水清洗至中性，放入真空干燥箱內(nèi)烘干，得到GO-GTA；

（5）在連接有攪拌裝置的四口瓶?jī)?nèi)放入四乙烯五胺，在攪拌條件下緩慢滴加甲醛水溶液，在25℃條件下反應(yīng)至溶液變粘稠。將溫度提升至165℃后進(jìn)行回流反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為180 min。反應(yīng)結(jié)束后將溫度降低至85℃，減壓脫水后得到多乙烯多胺（TEPAF）；

（6）在二甲苯中依次放入MAPOE和TEPAF，在磁力攪拌的作用下升溫反應(yīng)，反應(yīng)溫度和時(shí)間分別為120℃和4.5 h。通過(guò)乙醇水溶液洗去多余的TE?PAF，抽濾后得到POE-TEPAF；

（7）在三口燒瓶中依次放入二甲苯和POE-TE?PAF，提升溫度至80℃后，繼續(xù)放入GO-GTA和少量四丁基溴化銨，攪拌回流使其充分反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為240 min。反應(yīng)結(jié)束后抽濾干燥并研磨，得到目標(biāo)相容劑POE/TEPAF/GO。

1.2.2改性高彈尼龍的制備

（1）將100 g己內(nèi)酰胺放入三口燒瓶中，加熱使己內(nèi)酰胺完全熔融，然后放入4 g相容劑POE/TEPAF/GO和分散相MAPOE，在加熱條件下超聲分散，分散溫度和時(shí)間分別為75℃和1 h；

（2）減壓蒸餾后提升反應(yīng)溫度至120℃，放入氫氧化鈉，繼續(xù)升溫至138℃后，放入TDI，混合均勻后澆筑至提前預(yù)熱的模具中。自然冷卻后脫模，得到改性高彈尼龍。

1.3性能測(cè)試

1.3.1力學(xué)性能分析

拉伸性能：參照GB/T 1040—1992《塑料拉伸性能試驗(yàn)方法》通過(guò)試驗(yàn)機(jī)對(duì)材料拉伸性能進(jìn)行測(cè)試[5]；

彎曲性能：參照GB/T 9341—2008《塑料彎曲性能的測(cè)定》通過(guò)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)材料彎曲性能進(jìn)行測(cè)試[6]；

壓縮性能：參照GB/T 1041—2008《塑料壓縮性能的測(cè)定》通過(guò)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)材料壓縮性能進(jìn)行測(cè)試[7]；

沖擊性能：參照GB/T 1843—2008《塑料懸臂梁沖擊強(qiáng)度的測(cè)定》通過(guò)沖擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)材料沖擊性能進(jìn)行測(cè)試[8]。

1.3.2微觀結(jié)構(gòu)

通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。

1.3.3熱性能分析

通過(guò)同步熱分析儀對(duì)材料熱性能進(jìn)行分析。

2結(jié)果與討論

2.1相容劑制備條件優(yōu)化

2.1.1多乙烯多胺（TEPAF）分子量?jī)?yōu)化

甲醛縮多乙烯多胺（TEPAF）分子量對(duì)改性尼龍力學(xué)性能的影響見(jiàn)表1。

由表1可知，隨TEPAF分子量的增加，改性尼龍材料的缺口沖擊強(qiáng)度也明顯增加，但拉伸強(qiáng)度則表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)TEPAF分子量為931時(shí)，改性尼龍的綜合力學(xué)性能最佳，此時(shí)材料的缺口沖擊強(qiáng)度約有5.15 kJ/m2，拉伸強(qiáng)度約為85.7 MPa。但高TEPAF分子量會(huì)對(duì)改性尼龍基體的結(jié)晶程度產(chǎn)生影響，材料變得“脆性”，因此材料拉伸強(qiáng)度明顯下降[9-10]。綜合考慮，選擇適合的TEPAF分子量為931。

2.1.2 GO含量?jī)?yōu)化

GO含量對(duì)改性尼龍力學(xué)性能的影響見(jiàn)圖1。

由圖1可觀察到，隨GO含量的增加，改性尼龍的缺口沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度均表現(xiàn)出先增加，后緩慢降低的變化趨勢(shì)。當(dāng)POE∶GO=1∶0.6時(shí)，改性尼龍綜合性能最佳，此時(shí)材料缺口沖擊強(qiáng)度約為5.25 kJ/m2，拉伸強(qiáng)度約為85 MPa。這是因?yàn)檫m量的GO可以有效提升相容劑的極性，其較大的比表面積降低了改性尼龍材料的界面張力，進(jìn)而對(duì)相容劑的相容效果產(chǎn)生了優(yōu)化作用[11-12]。

2.2相容劑作用分析

以MAPOE為分散相，以尼龍為基體進(jìn)行共混，觀察相容劑對(duì)共混體系的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，在不添加相容劑的條件下，MAPOE無(wú)法與尼龍預(yù)聚體一起注入模具中，這是受到極性間巨大差異的影響。添加相容劑后，混合材料成片均勻，不出現(xiàn)無(wú)法相容部分，MAPOE在尼龍基體內(nèi)分散良好。

2.3改性高彈尼龍性能分析

2.3.1熱性能分析

通過(guò)TGA曲線對(duì)改性高彈尼龍的熱性能進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知。改性高彈尼龍質(zhì)量損失5%時(shí)的溫度和最大質(zhì)量損失率時(shí)溫度分別達(dá)到了293℃和348℃，明顯高于純尼龍材料。說(shuō)明在相容劑的作用下，MAPOE和尼龍很好的相容，熱性能得到了很好的提升。這是因?yàn)橄嗳輨┲蠫O與尼龍基體間存在較大的相互作用，對(duì)尼龍分子的活動(dòng)產(chǎn)生了很大的限制[15]。

2.3.2力學(xué)性能分析

分別對(duì)純尼龍材料和改性高彈尼龍的力學(xué)性能進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，經(jīng)過(guò)改性后的高彈尼龍材料各個(gè)力學(xué)性能均明顯高于純尼龍材料。因?yàn)橄嗳輨﹥?nèi)的GO本身具備高強(qiáng)度和高模量的特性，進(jìn)入體系后，對(duì)材料性能有一定提升[16]。另外，相容劑進(jìn)入共混體系后，MAPOE分散相與尼龍基體的相容性增加，在受外力作用時(shí)，分散相可吸收大量能量，使得材料力學(xué)性能明顯增強(qiáng)。

2.4臨床護(hù)理應(yīng)用效果

2.4.1應(yīng)用對(duì)象

選擇2021～2023年入院的80例老年重癥患者，年齡區(qū)間為60～80歲。納入原則為，患者均為重癥患者，視聽(tīng)說(shuō)功能正常，臨床資料完整。患者及家人均知曉本次試驗(yàn)內(nèi)容，愿意配合相關(guān)治療及護(hù)理，并簽署同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)，患者存在意識(shí)障礙，溝通障礙等；患者存在皮膚過(guò)敏史或皮膚潰爛的情況。

2.4.2應(yīng)用方法

將患者平均分為試驗(yàn)組和對(duì)照組，每組40人。試驗(yàn)組使用改性高彈尼龍坐墊，對(duì)照組使用普通棉質(zhì)坐墊。除坐墊差異外，所有患者護(hù)理方式均相同。具體為每隔2 h幫助患者轉(zhuǎn)換一次體位；每日給予2次皮膚清潔護(hù)理，并適度涂抹潤(rùn)膚露。每天對(duì)患者受壓部位皮膚進(jìn)行按摩；對(duì)皮膚有損部位進(jìn)行藥物治療；固定時(shí)間對(duì)患者貼身衣物及壓瘡坐墊進(jìn)行更換，確保患者舒適度，護(hù)理時(shí)間為3個(gè)月。

2.4.3觀察指標(biāo)

以壓瘡發(fā)生情況作為指標(biāo)對(duì)壓瘡坐墊的應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。無(wú)壓瘡：皮膚狀態(tài)良好，無(wú)破損無(wú)紅斑，不出現(xiàn)疼痛。一級(jí)壓瘡：皮膚無(wú)破皮現(xiàn)象，局部有紅斑產(chǎn)生，伴隨輕微瘙癢和疼痛[17]。二級(jí)壓瘡：皮膚表面有水泡，輕微損傷，伴隨有疼痛[18]。三級(jí)壓瘡：皮膚出現(xiàn)明顯損傷，肉眼可見(jiàn)皮下脂肪[19]。四級(jí)壓瘡：皮膚出現(xiàn)大面積潰爛，散發(fā)惡臭，出現(xiàn)較多膿水[20]。

2.4.4效果分析

2組壓瘡發(fā)生情況見(jiàn)表4。

由表4可知，試驗(yàn)組只有1例發(fā)生一級(jí)壓瘡，壓瘡發(fā)生率僅為2.5%。而對(duì)照組有5例發(fā)生一級(jí)壓瘡，3例發(fā)生二級(jí)壓瘡，壓瘡發(fā)生率為20%。這說(shuō)明試驗(yàn)所制備改性高彈尼龍能有效預(yù)防老年壓瘡的產(chǎn)生，在降低壓瘡發(fā)生率方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

3結(jié)語(yǔ)

（1）使用分子量為931的TEPAF為原料，在POE∶GO=1∶0.6條件下制作的相容劑可有效降低尼龍材料的界面張力；

（2）經(jīng)過(guò)相容劑作用的改性高彈尼龍斷面粗糙，體系中不存在明顯的團(tuán)聚和不相容部分，斷裂方式由原來(lái)的脆性斷裂變?yōu)轫g性斷裂；

（3）在受外力作用時(shí)，改性高彈尼龍中的MAPOE分散相可有效吸收沖擊能量，增強(qiáng)材料的力學(xué)性能；

（4）以改性高彈尼龍為材料制作的壓瘡坐墊護(hù)理的重癥老人，壓瘡發(fā)生率僅為2.5%，在降低壓瘡發(fā)生率方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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（責(zé)任編輯：蘇幔，平海）