医用SMMS非织造布含氟整理剂的性能及应用研究Yd15422

李银玲 刘彦军    大连工业大学轻工与化学工程学院，大连，116034

收稿日期：2011-12-16

作者简介：李银玲，女，1986年生，在读硕士研究生。主要研究方向是功能性高分子材料。

通信作者：刘彦军，E-mail：yjliu65@sohu.com

原载:产业用纺织品2012/9;37-40

 

【摘要】以全氟烷基乙基丙烯酸酯为主要单体制备了非织造布含氟整理剂乳液，采用红外光谱、激光粒度分析对整理剂乳液进行了表征，并对聚丙烯SMMS复合非织造布进行了整理，对整理后的非织造布进行了SEM分析及接触角测定。结果表明：含氟整理剂乳液粒度较小，具有良好的稳定性；经含氟整理剂整理后的非织造布拒水等级达到10级，拒油等级达到8级，具有良好的抗酒精性能、抗血液渗透及耐静水压性能，非织造布整理前后的透气性能变化不大，断裂强力略有降低，能满足医用要求。

【关键词】SMMS非织造布，含氟整理剂，性能

【中图分类号】：TS195.2 9 文献标志码：A 文章编号：1004-7093(2012)09-0037-04

 

医务人员在工作中常会接触到带有病原体的血液或体液，如果防护服性能不强，不仅对自身造成威胁，还会对其他人员造成“二次污染”，因此为控制传染性病毒的蔓延，防止交叉感染，研究使用具有高抗渗性的医用防护服十分必要。

目前非织造布在医疗卫生领域的应用越来越广泛，但是其本身的安全保障性不够强，通过对非织造布进行拒水拒油整理并应用于医用防护服，对保护医务人员的安全，促进医疗卫生事业的发展有着重要意义[1-3]。

当今含氟整理剂是拒水、拒油整理剂的主流[4-5]，并已经成功用于医用非织造布的整理，但国内关于非织造布用含氟整理剂的研究报道较少。随着我国对织物整理需求的增加，研发非织造布用含氟整理剂刻不容缓。

本文以全氟烷基乙基丙烯酸酯为主要单体制备了一种非织造布含氟整理剂，采用浸轧焙工艺对纺粘／熔喷／熔喷／纺粘(SMMS)非织造布进行整理，并对整理后的SMMS非织造布的性能进行了研究。

1  试验部分

1.1  材料

全氟烷基乙基丙烯酸酯(TA.N)：化学纯，山东中氟化工科技有限公司；

甲基丙烯酸十八酯(SA)：化学纯，天津天骄化工有限公司；

N-羟甲基丙烯酰胺(N-MAM)：分析纯，天津化学试剂研究所；

甲基丙烯酸缩水甘油酯(MGA)：化学纯，苏州光华化工厂；

偏二氯乙烯：自制；

十二硫醇：化学纯，国药集团化学试剂有限公司；

冰乙酸：分析纯，天津市天河化学试剂厂；

OP系列乳化剂：化学纯，旅顺化工厂；

去离子水；

聚丙烯SMMS非织造布：面密度56 g／m ，尺寸5 cm ×15 cm.

1.2  仪器与设备

美国珀金埃尔默公司Spectrum One.B型傅里叶变换红外光谱仪；

美国Malvern仪器公司Zetasize 300 HSA型激光粒度分析仪；

山东省莱州市电子仪器厂YG065型电子织物强力试验仪；

宁波纺织仪器厂YG461E型电脑式透气性测试仪；

日本电子株式会社JEOL JSM-6460LV型扫描电子显微镜(SEM)；

JYSP-360型接触角测量仪。

1.3  含氟整理剂的制备

称取50.1g全氟烷基乙基丙烯酸酯、l4.7g甲基丙烯酸十八酯、2.4 g甲基丙烯酸缩水甘油酯、2.1 g N-羟甲基丙烯酰胺、0.2 g十二硫醇、4.1 g乳化剂和279.6 g去离子水，混合，置于高压均质机中，在60 MPa下进行循环乳化，将乳液加入三口烧瓶中，氮气保护下升温至70℃并滴加偏二氯乙烯单体及引发剂，进行聚合反应6-8 h，升温至80℃反应1-2 h，结束反应。

1.4  含氟整理剂的结构表征和粒度分析

采用傅里叶变换红外光谱仪对含氟整理剂进行结构表征，采用激光粒度分析仪对含氟整理剂乳液的粒径及粒径分布进行分析。

1.5  整理工艺

将制备的含氟整理剂(固体质量分数20％)稀释，用量为20 L，用冰乙酸调节pH值至5～6，采用一浸一轧工艺将SMMS非织造布浸渍于配制好的整理液中，用轧机轧压一次，在90℃ 下预烘90 S，120℃下焙烘90 S，回潮后进行非织造布的性能评价 。

1.6  性能测试

拒水性能按3M.Ⅱ-1988方法测试；拒油性能按美国AATCC.118-1983标准测试[8]；抗酒精测试，按等级配成不同比例的乙醇和水的测试液，进行测试[9]；抗血液渗透测试，按国标GB 19082-2003技术要求配制合成血液，用喷壶进行喷射测试；耐静水压测试，按国标GB／T 4744-1997纺织织物抗渗水性测定静水压实验进行测试；断裂强力用电子织物强力试验仪进行测试；透气量用电脑式透气性测试仪进行测试。非织造布表面形态用SEM进行观察；非织造布与水的接触角用接触角测量仪测量，测量温度(20±0.1)℃，水量60 µL，水滴与非织造布接触60 s后读数，同一样品的不同位置测量3次，取平均值。

2  结果与讨论

2.1  红外光谱分析

采用红外光谱仪对含氟聚合物整理剂进行了结构表征，结果如图1所示。

image002.gif

图1 含氟整理剂乳液红外光谱图

由图1可以看出，2 925 cm-1。为甲基、亚甲基的C-H振动吸收峰，1 741 cm-1为强的C=O 的振动吸收峰，1 469 cm-1 为酰胺基振动吸收峰，1 212 cm-1为C-F的振动吸收峰，证明该物质是全氟烷基乙基丙烯酸酯聚合物。

2.2  激光粒度分析

采用激光粒度仪对聚合物乳液进行粒径和粒径分布的分析，结果如图2所示。

image004.gif

图2 含氟整理剂乳液粒径分布

由图2可以看出，聚合物乳液的粒径分布在40-80 nm之间，在61.1 nm处达到最大值，其分散度为0.202。乳液粒径较小，具有很好的单分散性。研究结果表明，整理剂的粒径及粒径分布对整理剂的性能影响显著，乳液粒径小，稳定性好，有利于提高整理剂的性能。

2.3  非织造布的拒水拒油性能

在整理剂用量20 g／L、预烘温度90℃、预烘时间90 s、焙烘温度120℃ 和焙烘时间90 S的条件下，对SMMS非织造布进行整理。经含氟整理剂整理后的SMMS非织造布拒水达到10级，拒油达到8级，表现出良好的拒水拒油性能。

2.4  非织造布抗酒精、抗血液渗透及耐静水压性能

对整理前后的SMMS非织造布进行了抗酒精、抗血液渗透和耐静水压性能的测试。经含氟整理剂整理后的SMMS非织造布抗酒精性能由6级提高到10级，抗血液渗透性由略微渗透提高到不渗透，耐静水压性能由耐1.2 kPa提高到耐1.9 kPa，说明整理后SMMS非织造布的阻隔性能明显提高，能够满足医用一次性防护服的技术要求。

2.5  非织造布断裂强力及断裂伸长率

对整理前后的非织造布的断裂强力和断裂伸长率进行了测试，结果见表1。

表1 SMMS非织造布的断裂强力和断裂伸长率

性能

整理前

整理后

横向

纵向

横向

纵向

断裂强力/N

61.0

113.00

54.00

112.67

断裂伸长率/%

38.30

31.10

38.20

31.00

由表1可以看出，整理后SMMS非织造布横向的断裂强力和断裂伸长率略有降低，纵向的断裂强力和断裂伸长率无明显变化。

2.6  非织造布的透气性能

对整理前后非织造布的透气性能进行了测试。整理前后SMMS非织造布的透气量分别为379.92和389.57 L／(m2·S)，变化不大。非织造布的透气性能直接影响手术服的排放汗、气的功能[10-12]，因此整理不会影防护服的舒适性。

2.7  扫描电镜分析

采用SEM观察整理前后SMMS非织造布的表面形态，结果如图3所示。

image006.gif

image007.gif

(a)整理前

(b)整理后

图3 整理前后SMMS非织造布的表面形态

由图3可以看出，整理前后SMMS非织造布表面形态没有明显的变化，经含氟整理剂整理后的SMMS非织造布的外观不发生改变。

2.8  接触角测定

采用接触角测定仪对整理后的SMMS非织造布进行了水的接触角测试，结果如图4所示。

image008.gif

图4 整理后SMMS非织造布上的水滴形态

由图4可以看出，整理后的SMMS非织造布接

触角达到132°，显示出了很好的防水性能。

3  结论

(1)采用乳液聚合制备了医用SMMS非织造布含氟整理剂，其分散度为0.202，平均粒径40～80 nm之间，粒径较小，稳定性较好。

(2)采用一浸一轧工艺，在整理剂用量20 g／L、预烘温度90℃ 、预烘时间90 s、焙烘温度120℃和焙烘时间90 s条件下对SMMS非织造布进行整理，整理后SMMS非织造布的抗酒精、抗血液渗透、耐静水压性能良好，可满足医用一次性防护服的技术要求。

(3)整理后SMMS非织造布的透气性和断裂强力变化不大，较好地保持了SMMS非织造布的透气性能和撕裂强度。

参考文献

[1]王凌,胡望明.涤纶水刺非织造布的拒水拒油整理与性能测试[J].纺织学报,2007,28(1);84-85.

[2]倪冰选,焦晓宁.非织造布的拒水拒油整理及应用前景[J].非织造布,2008,16(3);23-24.

[3]杭伟明,朱亚伟.涤纶织物的拒水拒油整理[J].纺织学报,2007,28(9);72-73.

[4]张庆.非织造布的功能性整理[J].产业用纺织品,2008,26(7);32-33.

[5]潘文艳,刘彦军,孙祥山,等.乳液型含氟织物整理剂的性能及应用[J].纺织学报,2007,28(9);80-83.

[6]SULLIVAN S. Medical nonwovens;better safety through better product[J].Nonweven Industry,1992(8);24-25.

[7]潘文艳,刘彦军.纯棉和涤棉织物拒油拒水整理后的性能研究[J].印染助剂,2007,24(7);31-33.

[8] 李淑华,叶宗保.阳离子可染涤纶的耐久性拒水拒油整理[J].南通纺织职业技术学院学报,2003,3(3);40-42.

[9] 陈勉.非织造材料在新型医用手术衣中的应用[J].国际纺织导报,2005(11);67-75.

[10]杨建忠,王新艳.医用防护服织物的结构与透湿量[J].纺织学报,2006,27(3);11-12.

[11]郝新敏,张建春.医用多功能防护服研究与发展[J].中国安全科学学报,2005,15(6);80-82.

[12]盛杰侦,王艳,宋慧君.医疗卫生用非织造布的亲水整理[J].产业用纺织品,2006,24(11);38-39.