一襲防護服相結合,最美“逆行者”守護著萬千生命安全。疫情當(dāng)前影響,防護成了隔離病毒相關性,保障生命安全的最直接的屏障。而相對于緊張時期的口罩製高點項目、護目鏡等示範,防護服的短缺尤其突出。醫(yī)用防護服產(chǎn)業(yè)鏈條長提高、生產(chǎn)周期長發展基礎、各項指標(biāo)要求嚴(yán)格……相比普通的衣物,醫(yī)用防護服有哪些特殊功能?相對應(yīng)的有很大提升空間,對材料有哪些特殊的要求?相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和檢測儀器都有哪些?日前要求,我們特別邀請到了北京服裝學(xué)院材料設(shè)計與工程學(xué)院龔龑教授給大家做詳細(xì)的解讀。
龔龑博士認為,中國紡織服裝教育學(xué)會常務(wù)理事運行好、中國復(fù)合材料學(xué)會青年委員會副主任,目前掛職新疆塔里木大學(xué)籌建紡織服裝學(xué)院紮實,兼任新疆大學(xué)紡織服裝學(xué)院特聘教授同期,其團隊致力于功能紡織服裝材料的研發(fā)和應(yīng)用推廣,有功能性服裝及相關(guān)復(fù)合材料國家專利多項可能性更大,榮獲過國家發(fā)明金獎鍛造,目前正致力于醫(yī)用紡織品與智能可穿戴領(lǐng)域結(jié)合的研究新體系。
1、醫(yī)用防護服的重要性
在當(dāng)前新冠肺炎仍舊肆虐的形勢下共謀發展,醫(yī)用防護服是為保證醫(yī)護人員搖籃、公共衛(wèi)生工作者、患者創造、因醫(yī)院探視等進入感染區(qū)域人員安全而必備的防護性服裝服務水平,其作用還包括隔離病菌、有害超細(xì)粉塵保供、酸堿性溶液等能力建設,保證相關(guān)人員的生命和工作安全,同時保持環(huán)境清潔技術創新。
圖1.一次性醫(yī)用防護服
醫(yī)用防護服的性能指標(biāo)主要指防護性醒悟、舒適性、物理機械性能等不斷創新。其中,防護性是醫(yī)用防護服最為重要的性能要求——主要包括液體阻隔體驗區、微生物阻隔和對顆粒物質(zhì)阻隔等;舒適性主要指透氣和透濕性能去突破。為增強防護效果,防護服面料通常經(jīng)過層壓或復(fù)膜處理提供了遵循,厚重且透氣和透濕性差。長期穿著一定要求透氣透濕,排汗排熱;物理機械性能主要指醫(yī)用防護服材料要求抗撕裂利用好、抗穿刺和耐磨損等性能參與水平,從而避免為細(xì)菌和病毒傳播提供通道。
2有望、醫(yī)用防護服的透氣性
一次性醫(yī)用防護服材料需要滿足“三拒一抗”(即拒水智能設備、拒血液、拒酒精以及抗靜電)要求的微納米級別材料服務效率。這種復(fù)合材料可以通過不同材料復(fù)合不要畏懼,如用聚乙烯/聚丙烯紡黏非織造布,與透氣微孔薄膜或其他非織造布復(fù)合蓬勃發展,或用水刺非織造布與透氣微孔薄膜復(fù)合作用,或用木漿復(fù)合水刺非織造布。此外還有一些聚四氟乙烯制備的膜材可用于高端防護服面料制作問題。而這些材料復(fù)合中應用的選擇,透氣微孔薄膜尤為重要。
所謂的透氣性薄膜,是通過聚烯烴原料中均勻加入混入一種功能性無機物產(chǎn)品逐漸顯現,使制品在成膜過程中因高倍拉伸而產(chǎn)生氣孔十大行動,從而具備透氣、導(dǎo)濕功能;透氣膜的功能簡言之:隔水狀態、透氣(濕氣)規劃,以最常用的PE為載體的透氣膜為例。
(1)透氣的原理
原理很簡單:無機物+拉伸=微孔更多的合作機會,實際上操作是很講究的應用前景,只有尺寸合適,分布均勻的微孔才有效可以使用,如圖2所示:
圖2.透氣薄膜的有效孔徑
若拉伸不足將導(dǎo)致孔徑過小甚至無孔徑兩個角度入手,而不良的拉伸和尺寸不足的微孔只能作為廢品。
(2)透氣膜基本成膜原理
透氣膜成膜原理:PE+CaCO3(母粒)——成膜——拉伸——透氣膜廣泛認同。PE透氣膜是在LDPE/LLDPE聚乙烯樹脂載體中進入當下,添加50%左右的特種碳酸鈣進行共混,經(jīng)擠出成膜后定向拉伸一定倍率而成服務好。由于聚乙烯樹脂為熱塑性材料首次,可在一定條件下進行拉伸和結(jié)晶,拉伸時聚合物與碳酸鈣顆粒之間發(fā)生界面剝離效高化,碳酸鈣顆粒周圍就形成了相互連通的蜿蜒曲折的孔隙或通道生產效率,正是這些孔隙和通道賦予了薄膜的透氣(濕)功能,從而溝通了薄膜兩面的環(huán)境部署安排。
(3)透氣膜的作用機理
當(dāng)薄膜一側(cè)的水蒸氣濃度在大于薄膜另一側(cè)的環(huán)境時競爭激烈,形成了一種濕度梯度壓力差。這就提供了氣(汽)體對流的基本條件效果,由于對流的形成從而使得薄膜兩側(cè)的濕度環(huán)境趨于了相對的平衡學習。透氣膜作為隔水膜使用,對液體有阻隔效果改善,因為薄膜中存在許多通路,它所形成的曲折通道“長徑比”(L/D)值很大,可理解為毛細(xì)管推廣開來。所以參與能力,在同一液體(如水)、相同壓力情況下長期間,只要毛細(xì)管的液柱高度小于毛細(xì)管的長度新的力量,就可保證液體不會漏出。
3是目前主流、醫(yī)用防護服的分類
目前市面上的醫(yī)療防護服所用材料各異分享,但無論使用何種材料都應(yīng)滿足各項指標(biāo)要求。自從SARS以來增多,涌現(xiàn)出各式各樣的醫(yī)用防護服啟用。不過按照使用形式可大致分為重復(fù)使用型和即用即棄型兩類。
(1)重復(fù)使用型醫(yī)用防護服材料
重復(fù)使用型包括:以天然纖維(棉、麻)和合成纖維(滌綸活動上、錦綸)以及兩者混紡的傳統(tǒng)機織布;由超細(xì)長絲織成的高密結(jié)構(gòu)織物;由涂層劑封閉于織物表面的涂層織物;由微孔薄膜和普通織物層壓而成的層壓織物達到。
傳統(tǒng)機織物:以天然纖維(棉、麻)和合成纖維(滌綸大型、錦綸)以及兩者混紡的多次重復(fù)使用的機織布的可能性。傳統(tǒng)棉質(zhì)手術(shù)衣由于良好的舒適性,仍得到廣泛使用不可缺少,但棉織物容易吸附空氣中的污染物及微生物系列,且它良好的吸濕性變成微生物生存的有利條件。另外棉織物不能阻止血液及其它液體的滲透服務為一體。
高密織物:利用高支棉紗或其他超細(xì)合成纖維長絲織成高密織物方案,使紗線間隙變得非常小∠嗷ヅ浜??椢镉捎诶w維的毛細(xì)作用而具有透濕性統籌發展,再經(jīng)過碳氟化合物、有機硅等防水劑整理后具有一定的防液體滲透性能積極回應,但織物表面仍留有間隙慢體驗。盡管這類織物具有優(yōu)良的透濕性、懸垂性和較好的手感要落實好,但其耐水壓性差即將展開。
涂層織物:織物經(jīng)過直接或轉(zhuǎn)移法涂層加工向好態勢,使織物表面為涂層劑所封閉相對簡便,因而具有防滲透性。涂層劑包括:聚氨酯更默契了、聚氯乙烯特性、聚丙烯酸酯、有機硅橡膠等流程」矂撦x煌?椢锿笣裥允峭ㄟ^涂層上經(jīng)特殊方法形成的微孔結(jié)構(gòu)或親水基團的作用來獲得,涂層織物可分親水型涂層織物和微孔型涂層織物等特點。親水型涂層織物通過涂層劑高分子熱運動形成的自由體積及高分子之間的空間構(gòu)成了允許水蒸氣通過的孔來達(dá)到透濕汽功能使用。由于親水基團的存在,汗液水蒸氣分子通過吸附——擴散——解吸的作用透過涂層同期。微孔型涂層織物是通過在涂層劑中形成2~3μm的永久性微孔與通道系統(tǒng)新趨勢,使水蒸氣通過″懺??偟膩碚f新體系,涂層織物加工簡單使命責任,耐水壓高,防滲透性強搖籃,但透濕氣性差持續創新。
層壓織物:層壓織物一般是將普通織物與一層特殊薄膜通過層壓工藝復(fù)合在一起制得。比如PTFE(聚四氟乙烯)超級防水透濕復(fù)合面料由于該織物主體PTFE膜的微孔使用》治??讖酱蟠笮∮谒沃睆剑梢苑乐寡杭捌渌w液滲透;另一方面長效機製,薄膜的孔隙率高強化意識,孔徑大于水蒸汽分子直徑,水蒸汽分子可自由通過深入,透濕汽性能較好合理需求。
(2)用即棄型醫(yī)用防護服材料
用即棄型一般都是非織造布材料。用于制作醫(yī)用防護服的非織造布種類主要有水刺法非織造布基本情況、紡粘法非織造布先進水平、閃蒸法非織造布、SMS復(fù)合材料等充分發揮。
紡粘法:紡粘法也稱紡絲成網(wǎng)法共享,紡絲成網(wǎng)的原理和纖網(wǎng)性狀與蠶吐絲網(wǎng)非常相似,只不過它采用樹脂為原料全面展示,利用化纖紡絲的方法形成長絲姿勢,再借助氣流或機械的方法分絲成網(wǎng)的,而且絕大多數(shù)情況下需要通過固結(jié)工序達(dá)到成布目的服務。這種工藝生產(chǎn)的非織造布在手感和性能方面很接近于傳統(tǒng)的紡織品重要平臺,國內(nèi)技術(shù)比較成熟的為丙綸紡粘布。
閃蒸法:閃蒸法也有人稱其為瞬時溶劑揮發(fā)紡絲成網(wǎng)法選擇適用,以聚乙烯烴為主要原料生動。不同于紡粘法用氣流分絲或氣流與機械結(jié)合分絲,閃蒸法采用靜電分絲核心技術,即利用靜電發(fā)生器或靜電鹽添加劑形成靜電場蓬勃發展,使絲條在拉伸過程中相互摩擦形成靜電分絲,彼此互排斥保持單纖維狀態(tài)重要意義,然后靠靜電裝置使纖維凝聚成網(wǎng)問題,纖網(wǎng)再經(jīng)熱軋便形成了閃蒸法非織造布。Dupont公司開發(fā)的“Tyvek”系列非織造布就是用閃蒸法制造的效率。
水刺法:水刺法非織造布生產(chǎn)工藝是一種新型非織造布加工技術(shù),70年代中期由美國Dupont和Chicopee公司開發(fā)成功。水刺法工藝也稱射流噴網(wǎng)工藝,是通過高壓水柱高速水流對纖網(wǎng)噴射開放要求,在水力作用下使纖網(wǎng)中纖維運動而重新排列和相互纏結(jié)高質量,以達(dá)到固結(jié)成布的目的。水刺法非織造布具有強度高緊密相關、吸濕透氣性好大幅增加、不易起毛、手感柔軟重要組成部分、懸垂性好及無化學(xué)粘合劑等優(yōu)點服務延伸。主要原料為滌綸、錦綸傳承、丙綸貢獻力量、粘膠、脫脂棉纖維或漿粕以及其它功能性纖維等具有重要意義。
SMS復(fù)合非織造布:復(fù)合非織造布就是將兩種以上性能各異的非織造纖網(wǎng)(或非織造布與其他紡織品及塑料等)通過化學(xué)前景、熱或機械等方式復(fù)合在一起,或者是結(jié)合不同的成網(wǎng)工藝制造的非織造布勃勃生機。由這些方法加工出來的以非織造布為主體的復(fù)合產(chǎn)品集多種材料優(yōu)良性能與一體進一步,通過各種被復(fù)合材料性能的互補,使產(chǎn)品的綜合性能得以充分的加強多種。
4發行速度、醫(yī)用防護服相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
在防護鞋服產(chǎn)品的包裝和標(biāo)識方面,我國標(biāo)準(zhǔn)和美國NFPA 1999強大的功能、歐盟標(biāo)準(zhǔn)都做了較為全面和嚴(yán)格的規(guī)定積極拓展新的領域。
我國GB 19082-2009《醫(yī)用一次性防護服技術(shù)要求》中規(guī)定防護服由連帽上衣、褲子組成與時俱進,分為連身式結(jié)構(gòu)和分身式結(jié)構(gòu)應用,不適用于可重復(fù)使用的防護服,并對醫(yī)用防護服的阻燃性能有所提升、沾水等級了解情況、電荷密度參與能力、斷裂延伸率及防水性等指標(biāo)作出規(guī)定法治力量。
美國NFPA 1999標(biāo)準(zhǔn)適用的防護服分為一次性和可重復(fù)使用兩種,包括分體式和連體式的工作服新的力量、病患使用的技術研究。除了常規(guī)的物理強力性能、阻燃性能等指標(biāo)外分享,該標(biāo)準(zhǔn)還要求進行整體測試現場,隔離層和接縫要經(jīng)過抗液體和微生物透過測試。
歐盟的EN 14126-2003《防護服 抗感染防護服的性能要求和試驗方法》適用于可重復(fù)的和有限使用的防護服開展研究,但不適合外科醫(yī)生及手術(shù)過程中為避免交叉感染的患者穿著用高質量。其中要求防護服的接縫處應(yīng)符合EN 14325中的強度要求信息化。整套防護服按照防護性能分為6類,從type1到type6可靠,數(shù)字越小防護越高;type4為醫(yī)用推薦要求,帶(B)的類型是生物防護,一般優(yōu)先選擇帶B類型防護服我有所應。
所以深刻認識,醫(yī)用防護服檢測的重點指標(biāo)在液體阻隔性能,主要包括抗?jié)B水性管理、濕透量新型儲能、抗合成血液穿透性及沾水等級等指標(biāo)。此外還有斷裂強力和斷裂伸長率測定應用提升,過濾效率測定不同需求,阻燃性能分析、抗靜電性能分析等等新品技。
5關註、醫(yī)用防護服檢測相關(guān)儀器
國標(biāo)要求防護服關(guān)鍵部位靜水壓應(yīng)不低于1.67kpa(17mmH2O),防護服透濕量不小于2500g/(m2·d)拓展,抗合成血液穿透性測試項目不低于2級要求提供堅實支撐,防護服關(guān)鍵部位材料的斷裂強力不小于45N,斷裂伸長率不小于15%,非油性顆粒過濾效率大于等于70%創造更多,靜電衰減時間不超過0.5s,環(huán)氧乙烷殘留量不超過10μg/g創新科技。GB 19082-2009《醫(yī)用一次性防護服技術(shù)要求》所采用的檢測儀器如表1所示更默契了。
表1.GB 19082-2009《醫(yī)用一次性防護服技術(shù)要求》
國內(nèi)檢測儀器雖然在快速發(fā)展著,但與國外相應(yīng)的儀器相比性能方面略有不足服務機製。不過流程,從另一方面來說,國產(chǎn)儀器價格相對較低培訓,且大多能達(dá)到相關(guān)測試要求等特點,在醫(yī)藥檢驗部門、安全檢測部門、高校和研究機構(gòu)應(yīng)用較多不合理波動。
附:防護服相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)清單
蘇州天氏庫力精密儀器有限公司,供應(yīng)防護服檢測設(shè)備整套大幅拓展,有需要請電聯(lián):13405131752
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