SMS手术衣材料的“三拒一抗／单向导湿"双面泡沫整理yd17701
王洁，殷保璞，靳向煜 东华大学非织造研究发展中心，上海201620
收稿日期：2013-07-01
基金项目：国家十二五科技支撑计划资助项目(20l1BAE10B10)
作者简介：王洁(1988 )，女，湖北黄冈人，硕士研究生，研究方向为非织布的功能后整理.E-mail：21101 51@mail.dhu.edu.cn 殷保璞(联系人)，女，副研究员，E-mail：bpyin@dhu.edu.CIP*
原载：东华大学学报(自然科学版) 2014/8；476-480
【摘要】采用泡沫整理法对纺黏-熔喷-纺黏(SMS)手术衣材料进行一面亲水整理一面三拒(拒酒精、
拒油、拒血液)，一抗(抗静电)整理，使材料在具有防护性的同时具有单向导湿性能.通过9组正交试
验得出最优试验配方：亲水剂质量浓度为30 g／L，防水剂质量浓度为75 g／L，抗静电剂质量浓度为
75 g／L，烘干温度为80℃，烘干时间为4 min，焙烘温度为120℃，焙烘时间为3 min.
【关键词】SMS手术衣材料；三拒一抗；单向导湿；泡沫整理
【中图分类号】TS 174.3 文献标志码：A 文章编号：1671-0444(2014)04-0476-05
目前，经“三拒(拒酒精、拒油、拒血液)一抗(抗静电)”后整理的手术衣材料，因其具有良好的防护性已广泛应用于医疗卫生领域，但手术衣材料的舒适性直接关系到医生的舒适感觉和手术能力的发挥，是服装功能的重要组成部分之一，单向导湿性则能较好地体现服装的舒适性.对聚丙烯纺黏-熔喷-纺黏(SMS)非织造布手术衣材料进行“三拒一抗／单向导湿”双面后整理，目的在于使非织造手术衣材料具有高防护性和舒适性.泡沫整理[1]可以对材料两面进行不同的后整理，在最小给湿量条件下能保证整理剂的均匀分布，在节省原料的同时又可以减少烘燥时间，并能减少对环境的污染.本文利用泡沫整理对SMS非织造布手术衣材料进行双面整理[2]，即对试样的一面进行三拒一抗整理，另一面进行亲水整理，以使材料在具有良好的防护性能的同时具备单向导湿的舒适性.同时，研究主要整理工艺因素对后整理效果的影响，并通过正交试验得到优化工艺参数.
1 试验部分
1.1 材料、试剂及仪器
(1)试样：面密度为45 g／m 的聚丙烯SMS非织造布。
(2)整理剂及相关助剂：有机氟防水剂(TG-580)、复配型多次亲水剂(TF-629)、高分子永久性抗静电剂(TF-481)、起泡剂十二烷基硫酸钠(SDS)、稳泡剂羟乙基纤维素钠(HEC)。
(3)试验设备：泡沫发生器、烘箱。
1.2 双面后整理试验
首先对试样进行单面三拒一抗整理，用有机氟防水剂TG-580、抗静电剂TF-481、起泡剂SDS和稳泡剂HEC配制成所需浓度的整理液.常温下用磁力搅拌器搅拌3min，然后用6511型电动搅拌机搅拌，控制电动搅拌机的转速为1 600 r／min，搅拌时间为3 min.然后接通泡沫发生器进行发泡，取试样固定在针板上，将经发泡好的整理剂迅速用橡胶刮刀均匀地涂覆到试样的反面，使泡沫更加均匀地铺展开.在温度为80℃ 下进行4 min的预烘后，在温度为120℃下焙烘3 min.再对经单面三拒一抗整理的试样的另一面进行单面亲水整理，用复配型多次亲水剂TF-629、起泡剂SDS和稳泡剂HEC配制成所需浓度的整理液，并采用同样的操作方法进行试样正面的亲水整理。
1.3 评价方法
以试样亲水面的液滴扩散时间作为评价其单面亲水效果的主要指标；以试样拒水面的液体穿透时间和试样双面耐静水压值之差，作为评价单向导湿效果的主要指标；以试样亲水面耐静水压值、拒酒精性、抗静电性作为评价其三拒一抗效果的主要指标为更清楚地观察试验现象，液滴扩散时间和液体穿透时间测试试验采用活性黄染料溶液。
1.3.1 亲水面的液滴扩散时间试验
平铺试样，在做过亲水整理的试样面距其表面2 cm处，用3 mI 滴管从5处不同位置分别滴1滴液滴，记录每滴液滴从接触试样表面到完全扩散所需要的时间(s)，取平均值，作为亲水面的液滴扩散时间。
1.3.2 拒水面的液体穿透时间试验
平铺试样，在做过三拒一抗整理的试样面距其表面2 cm处，用3 mL 滴管从5处不同位置分别滴1滴液滴，记录液滴从珠状到消失所需的时间(s)，并求平均值，作为拒水面的液体穿透时间。
1.3.3 双面耐静水压值差试验
参考GB／T 4744-1997{纺织织物抗渗水性测定静水压试验》，使用YG 825型织物耐静水压测试仪分别对经整理的非织造布双面进行耐静水压测试。
1.3.4 拒酒精性试验
将酒精按表1所示的配比配制成不同的等级，分别将不同级别的酒精滴在各试样亲水面，5 min后酒精不渗透到试样另一面，即认为试样抗酒精等级为该级别。
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表1 试验用酒精的配比 |
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1.3.5 抗静电性试验
使用手持式简易表面电阻测试仪OHMS PER SQUARE测试材料表面电阻数量级范围.平铺试样，将表面电阻测试仪放在试样亲水面，测试3个不同位置的电阻数量级。
2 试验主要因素确定及正交试验设计
2.1 防水剂质量浓度确定
将有机氟防水剂TG-580用去离子水稀释，配成表2所示的不同质量浓度的整理液 ].用已配制的不同质量浓度的整理液对SMS非织造布进行单面拒水泡沫整理，对整理后的试样进行拒酒精等级测试，测试结果如表2所示. 由表2可确定较适宜的防水剂质量浓度范围为45～75 g／L。
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表2 防水剂质量浓度对试样拒酒精等级的影响 |
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2.2 亲水剂质量浓度确定
用去离子对亲水整理剂TF-629进行稀释，根据文献[6]确定的亲水整理剂质量浓度范围，配制不同质量浓度的整理液，如表3所示.用已配制的不同质量浓度的整理液对SMS非织造布进行单面亲水泡沫整理，测试整理后试样表面的液滴扩散时间，测试结果如表3所示.由表3可确定亲水剂较适宜的质量浓度范围为30~60 g／L。
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表3 亲水剂质量浓度对试样液滴扩散时间的影响 |
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2.3 抗静电剂质量浓度确定
将抗静电剂用去离子水进行稀释，配制成不同质量浓度的整理液，如表4所示.将已配制的抗静电剂溶液对试样进行单面泡沫整理，测试试样表面电阻，结果如表4所示.由表4可确定较适宜的抗静电剂质量浓度范围为60～90 g／L。
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表4 抗静电剂质量浓度对试样表面电阻值的影响 |
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2.4 正交试验设计
影响材料“三拒一抗和单向导湿”整理效果的因素有很多，本文的单面三拒一抗泡沫整理试验选择有机氟防水剂质量浓度(因子A)和抗静电剂质量浓度(因子B)两个主要因素作为试验测试值，亲水整理选择亲水剂质量浓度(因子C)这一主要因素(见表5)作为试验测试值，起泡剂浓度、焙烘温度和时
间根据已有研究确定，泡沫涂层厚度及均匀性等影响由于受试验条件的限制忽略不计。
利用3因子3水平正交表L9(34)设计正交试验.分别对正交试验表中的9组试验所得到的试样的单向导湿和三拒一抗性能进行测试，最后对3因素3水平正交试验结果进行方差分析，以获得SMS非织造手术衣材料“三拒一抗／单向导湿”双面泡沫后整理的最优工艺条件。
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表5 因子水平表 |
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3 试验结果及分析
整理后的试样的抗酒精等级和抗静电性均符合文献[7]要求，但耐静水压值较标准规定值偏低，原因可能是亲水剂的存在影响了耐静水压值.耐静水压值是防水透湿材料的重要指标之一，静水压是指水通过试样时所遇到的阻力.试样的单向导湿机理是材料双面的疏水和亲水形成了毛细管效应，而双面耐静水压值之差可代表双面拒水性差异，其值越大则形成的毛细管效应越大，液体更容易从疏水端自发地传输到亲水端，即单向导湿性越好.液体穿透时间则表征液体从试样厚度方向传导的能力.故分别采用拒水面液体穿透时间和双面静水压值之差来评价单向导湿[8]性能，亲水面静水压值来评价三拒一抗性能。
这里分别对液体穿透时间、试样双面耐静水压值之差和试样亲水面耐静水压值进行方差分析，结果如表6～9所示. 由表6～9可以看出，防水剂的质量浓度对试样的三拒一抗性能影响显著，而抗静电剂质量浓度和亲水剂质量浓度均对试样的单向导湿性能和三拒一抗性能无显著性影响.故综合考虑得出的最优组合为A3B2/3C1/2/3，综合2.3节中抗静电剂单因素试验，即因素B在水平2(质量浓度为75g／L)时抗静电性符合要求(表面电阻数量级≤108Ώ)，从成本及环保方面考虑得最优化试验方案为A3B2C1.即最佳工艺具体为正面：亲水剂质量浓度为30 g／L；反面：防水剂质量浓度为75 g／L。抗静电剂质量浓度为75 g／L；烘干温度为80℃，烘干时间为4min，焙烘温度为120℃，焙烘时间为3 rnin。
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表6 正交试验表及结果 |
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注：Xj1，Xj2，Xj3，Yj1，Yj2，Yj3，Zj1，Zj2，Zj3分别为各列试验测试值各水平对应数据之和；Sxj，Syj，Szj 分别为各列试验测试值偏差平方和，即Sj= Qj - Pj
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表7 液体穿透时间方差分析表 |
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表8 试样正反面耐静水压值之差方差分析表 |
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4 结 语
本文使用双面泡沫整理法对聚丙烯SMS非织造布进行“三拒一抗／单向导湿”整理，获得了良好的单向导湿效果，故可提高三拒一抗手术衣材料的舒适性.防水剂质量浓度对聚丙烯SMS手术衣材料的三拒一抗性能的影响较大，这是由于有机氟防水剂具有低表面能的特性引起的；抗静电剂质量浓度和亲水剂质量浓度对SMS手术衣材料的防护性和舒适性无显著性影响.另外，本文试验所得的试样亲水面静水压值偏低，其原因及解决方案有待于进一步研究。
参 考 文 献
[1]庸育民,合成洗涤剂及其应用[M].北京,中国纺织出版社2006;363-369.
[2]李永庚,许海育,岳海峰.泡沫整理研究进展[J].染整技术,2008,30(11);11-16.
[3]刘宗阳.泡沫整理应用前景lJ].广西纺织科技,2009,38(2);34-36.
[4] LIu Y,XIN J,CHOI C H.Cotton fabrics with single faced superhydrophobicity[J].Langmuir,2012,28(50);17426-17434.
[5]乔雪莲.SMS非织造布的拒水拒油整理研究[J].产业用纺织品,2006,24(11);35-37.
[6]焦晓宁,马莹莹.非织造布亲水整理及亲水剂[J].产业用纺织品,2003,21(6);33-36.
[7]YY／T 0506.2 2009病人、医护人员和器械用手术单、手术衣和洁净服第2部分;性能要求和性能水平[S].
[8] 高丽贤,蒋卫强,曾志丰.纯棉针织物的单向导湿整理[J].印染,20l1,37(24);28-30.