SM無紡布整理原理

1、SMS無紡布整理原理醫(yī)用SMS非織造布為丙綸纖維制成，丙綸纖維是非極性、疏水 性纖維，因此溶于水中的整理劑既難均勻滲透到織物， 又無結(jié)合基團， 因此對丙綸纖維進行后整理之前，對丙綸無紡布先進行前處理。本文 采用低溫等離子的處理方法。丙綸采用氧氣射擊纖維的表面，使纖維 表面的含氧基團(如-OH , =C=0 , -COOH)大為增加，由于這些都是 親水性極性基團，因此既可提高纖維的吸濕性能，又增加了纖維的極 性；又如用碳氟化合物等氣體對織物進行等離子處理，不但明顯地改善了織物表面的潤濕性能，而且由于碳氟化合物的作用還具有一定的 抗菌和拒水性能。SMS的臨界表面張力為2528Xl0-3N/m,略高

2、于乙醇的臨 界表面張力，其表面不能抵抗酒精的滲透，同時由于比水的臨界表面 張力小很多，其本身就有較好的拒水性，又由于與血液和橄欖油的臨 界表面張力較為接近，所以其抗血液的性能尚需進一步提高，如表1、 表2所不。表1液體的臨界表面張力表魔體溫度T?羨面張力10 *工N/nt乙S?024.3轍欖油2Q35.3水2072.8人造血液2b42-60表2固體材料表面張力表固體材科表面蛆成臨界表LU張力中測定的化合物氤化物YF:6全氟月桂酸-CF:H15氯化全氟十一修IS.5聚四衙乙烯-CF丈 PCI-31聚氯三氟乙烯碳氫優(yōu)合物-CH224脂肪胺-CHXIL-31聚乙烯有機硅-Si 仁比）2-0-24聚二

3、甲基硅氧酸氯代物-CCIHCHz-39聚堂乙燎如聚偏氯乙端聚做胺己二酸己二胺46注：*臨界表面張力/10-3N/m為了使SMS同時具備拒水、拒油、抗血液、抗酒精等性能，需要選擇臨界表面張力更小的整理劑，如選擇表2中含有-CF32、-CF2H、-CF2CF2-等基團的含氟炫鏈化合物。這類物質(zhì)的臨界表面 張力大大低于水和酒精，用其整理后的SMS具有優(yōu)異的疏水疏油性， 而且這類物質(zhì)在強酸強堿中都很穩(wěn)定， 不分解，在低濃度下便可產(chǎn)生 優(yōu)異的效果，同時不改變 SMS產(chǎn)品良好的手感、透氣性、透濕性。拒水整理和阻燃整理以及抗靜電性能有一定的矛盾，從目前來看，最有效的方法還是選擇配伍性良好的整理劑，對SMS進

4、行一步同浴整理，達到拒水、拒油、抗酒精、抗血液及抗靜電的綜合整理效 果，滿足醫(yī)療防護行業(yè)的需要。3、實驗部分3.1 SMS無紡布的預(yù)處理在低溫等離子處理設(shè)備中，在氧氣氣氛下，對丙綸無紡布進行低 溫等離子處理1min ,功率100w ,真空度為30Pa。低溫等離子體處理織物是對織物表面產(chǎn)生刻蝕 （如圖1）,從而增加織物的潤濕性能。低溫等離子體與材料表面的作用過程相當復(fù)雜, 低溫等離子體粒子撞擊材料表面，將自身的能量傳遞給表層分子，使材料發(fā)生熱蝕、蒸發(fā)、交聯(lián)、降解、氧化等過程。用低溫等離子體對高分子材料進行表面處理后的表面層形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)或提供穩(wěn)定存在的游離基，這種狀態(tài)的表面會在空氣中起氧化反應(yīng)，

5、并使游離基最終生成-0H, -C00H等基團，改變了纖維的潤濕性能。可見低溫等離子處理是提高織物功能整理效果的一種很好的途徑。圖1低溫等離子年時前§無魴布的處理3.2 結(jié)果與討論3.2.1 不同拒水劑拒水（抗酒精）整理研究表3不同拒水劑的拒水（抗酒精）效果拒水劑用量“L102030405010#3T級蹶曝4級曦11#(A1級37機4T級Tff啜4級4一5級45級（抗酒精L2#23汲檄遮破由表3可見，經(jīng)低溫等離子體預(yù)處理后的 SMS無紡布可以使用較低濃度的防水劑就能達到較好的拒水效果，拒水劑10#和拒水劑7#拒水效果較好，拒水劑7#同時具 有較好的抗酒精效果。表4拒水劑10#和7不同預(yù)

6、處理的接觸角（。）測定隨處理方法10# (20g九)7#(20e/D欖布低溫等離子體處理13743132 . 612Tz表4所測得的接觸角證明：當整理劑濃度均在 20g /L時，低溫等離子體處理后的接觸角比不處理的原布高得多。見圖2拒水劑1。#）豺口整理拒水劑7洋團丁 口整理圖2f氏溫等離子體處理后5M5無紡布接觸角3.2.2 不同阻燃劑阻燃整理研究表5不同阻燃劑的阻燃效果阻燃劑明燃續(xù)燃燃燒長度5損毀長度E熔滴手感FK4#無r無18. E19.4無較好FKSit無無13.013, 2無較好FR3#無r無18.218. 5無糙硬FK5#無5.52sId. 716*3有較硬FR2#(40g / L

7、)無無21.021,0無較好FR2# (50g / L)無r無20.721.1無r較硬FR2# (60g / D無無21.12L6無糙硬從表5可以看出，低溫等離子體處理后的 SMS無紡布經(jīng)阻燃劑FR4#和FR8#整理，可以滿足一次性醫(yī)療防護服的要求（GB 17591 B2拒水-102。30拒水效果城3瞰上4級抗酒精矽果30s35s40s陰燃無無無續(xù)燃無無無雌長度19.81S. 721.5損毀長度/ cm20. 218*821. 7熔滴無無無3.2.3 多功能整理工藝研究3.2.3.1 拒水/阻燃整理工藝研究（一浴法）在試管中取數(shù)滴拒水劑10#和阻燃劑FR8#相混合，搖晃，觀察, 相容性好，采用

8、一浴法整理。表6 SMS無紡布一浴法拒水/阻燃整理工藝拒水劑九）1Q2090拒水效果2Y級3級啜3級抗酒精效果90s>40ninMOnin陰燃無無無無續(xù)燃無無無無燃燒長度/ cm18.818.518.519.7損毀長度/ cm194018.618.519.7熔湎無無得有表6可見：當拒水劑10#的濃度為20g/L時拒水3-4級，損毀 長度18.8cm ,符合一次性醫(yī)療防護服要求。拒水劑10#和阻燃劑FR8#一浴法整理后具有一定的抗酒精效 果。3.2.3.2 拒水（抗酒精）/阻燃整理工藝研究（兩浴法）在試管中取數(shù)滴拒水劑7#和阻燃劑FR8#相混合，搖晃，觀察, 不相容，采用兩浴法整理。表7

9、SMS無紡布兩浴法拒水(抗酒精)/阻燃整理工藝表7可見：拒水劑7#和阻燃劑FR8#兩浴法整理后，當拒水劑7#濃度為20g/L時拒水3級且抗酒精40min ,損毀長度18.5cm , 無陰燃、續(xù)燃和熔滴現(xiàn)象，滿足一次性醫(yī)療防護服要求。(1)、SMS無紡布經(jīng)低溫等離子體預(yù)處理后，能提高其對整理液 的吸附性能和后整理的性能。(2)、拒水劑10#和7#的拒水效果較好，拒水劑 7#同時具有較 好的抗酒精性能。(3)、阻燃劑FR8#的阻燃效果較好，織物的損毀長度為18.2cm, 且無陰燃，續(xù)燃和熔滴的現(xiàn)象，可以滿足一次性醫(yī)療防護服的要求 (GB 17591 B2 級)。(4)拒水劑10#和阻燃劑FR8#一

10、浴法整理后，拒水劑濃度為20g /L時就可以達到拒水等級3-4級，抗酒精效果大于30秒，損毀長 度18.8cm ,且無陰燃、續(xù)燃和熔滴的現(xiàn)象。(5)、拒水劑7#和阻燃劑FR8#兩浴法整理后，拒水劑濃度為20g /L時能達到拒水等級 3級，抗酒精效果大于 40min ,損毀長度 18.5cm ,且無陰燃、續(xù)燃和熔滴的現(xiàn)象。SMS無紡布多功能后整理作為醫(yī)療手術(shù)服，除要求具有細菌病毒隔離性能、拒水、抗酒精、抗 血漿、抗靜電、阻燃等多方面的功能外，還應(yīng)考慮穿著的舒適性、不 透光、柔軟懸垂性等。國外一次性醫(yī)療手術(shù)服用織物應(yīng)用最廣泛的是SMS丙綸無紡布和木漿水刺無紡布兩種,但水刺布抗靜水壓能力較 差，阻隔

11、能力也不夠理想，纖維絨毛易掉落、價高等因素，目前在醫(yī) 療市場上，歐美國家水刺布的用量在減少，逐步被 SMS所取代。SS 紡粘無紡布廣泛用于作為復(fù)膜產(chǎn)品的基材。國內(nèi)對 SMS非織造布多 功能整理的全面、系統(tǒng)研究較少。近些年來非織造布產(chǎn)量不斷增長， 銷售市場也越來越廣闊，其中在醫(yī)療防護領(lǐng)域份額的增長和重要性的 顯現(xiàn)尤其引人注目。以聚丙烯為原料的 SMS復(fù)合非織造布集中了紡 粘法和熔噴法二者的優(yōu)點而克服了兩者的缺點，使其具有良好的強 力，吸附性，過濾性和抗菌性，尤其是具有良好的屏蔽性能。如今， SMS產(chǎn)品以其良好的隔離性能，特別是經(jīng)過三抗（抗酒精、抗血、抗 油）和抗靜電、阻燃等處理的SMS產(chǎn)品，更加

12、適合作為高品質(zhì)的醫(yī)療 防護用品材料，在世界范圍內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用，例如外科手術(shù)服，手 術(shù)包布，手術(shù)罩布，手術(shù)室圍簾，殺菌繃帶，傷口貼，膏藥貼等。醫(yī)用SMS非織造布為丙綸纖維制成，丙綸纖維是非極性、疏水性纖 維，因此溶于水中的整理劑既難均勻滲透到織物，又無結(jié)合基團，因 此對丙綸纖維進行后整理之前，對丙綸無紡布先進行前處理。本文采 用低溫等離子的處理方法。丙綸采用氧氣射擊纖維的表面，使纖維表 面的含氧基團（如-OH, =C=0 , -COOH）大為增加，由于這些都是親 水性極性基團，因此既可提高纖維的吸濕性能，又增加了纖維的極性； 又如用碳氟化合物等氣體對織物進行等離子處理， 不但明顯地改善了 織物

13、表面的潤濕性能，而且由于碳氟化合物的作用還具有一定的抗菌 和拒水性能。SMS的臨界表面張力為2528X 10-3N/m ,略高于乙醇的臨界表 面張力，其表面不能抵抗酒精的滲透，同時由于比水的臨界表面張力 小很多，其本身就有較好的拒水性，又由于與血液和橄欖油的臨界表 面張力較為接近，所以其抗血液的性能尚需進一步提高，如表 1、表 2所示。表1液體的臨界表面張力表液體溫度C表面張力r/m乙醇024. 3橄樵油2036.8水2072.8人造血液2542-60表2固體材料表面張力表表LOJ用成臨界表面張力北測定的化合物頷化物-CFs6全氟月桂酸-CF：H15氮化全氯十一酸-CHCFh18. 5聚四瓶乙

14、烯-CF2CFC1-31聚氯三氯乙燎碳氫化合物-CHJ24)脂肪胺31聚乙烯有機硅24聚二甲基硅氨酸氧化物-CC1HCH：-39聚氯乙烯-CCL 支 HL40聚偏氟乙烯聚蹄峻己二酸己二胺4S錦給66注：*臨界表面張力/10-3N/m為了使SMS同時具備拒水、拒油、抗血液、抗酒精等性能，需要選擇臨界表面張力更小的整理劑，如選擇表 2中含有-CF32、-CF2H、-CF2CF2-等基團的含氟炫鏈化合物。這類物質(zhì)的臨界表面張力大大低于水和酒精，用其整理后的 SMS具有優(yōu)異的疏水疏油性，而且這類物質(zhì)在強酸強堿中都很穩(wěn)定，不分解，在低濃度下便可產(chǎn)生優(yōu)異的 效果，同時不改變SMS產(chǎn)品良好的手感、透氣性、透

15、濕性。拒水整理和阻燃整理以及抗靜電性能有一定的矛盾，從目前來看，最有效的方法還是選擇配伍性良好的整理劑，對 SMS進行一步同浴整 理，達到拒水、拒油、抗酒精、抗血液及抗靜電的綜合整理效果，滿 足醫(yī)療防護行業(yè)的需要。3、實驗部分3.1 SMS無紡布的預(yù)處理在低溫等離子處理設(shè)備中，在氧氣氣氛下，對丙綸無紡布進行低溫等 離子處理1min ,功率100w ,真空度為30Pa。低溫等離子體處理織物是對織物表面產(chǎn)生刻蝕 （如圖1）,從而增加織 物的潤濕性能。低溫等離子體與材料表面的作用過程相當復(fù)雜， 低溫 等離子體粒子撞擊材料表面，將自身的能量傳遞給表層分子，使材料 發(fā)生熱蝕、蒸發(fā)、交聯(lián)、降解、氧化等過程

16、。用低溫等離子體對高分 子材料進行表面處理后的表面層形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)或提供穩(wěn)定存在的游 離基，這種狀態(tài)的表面會在空氣中起氧化反應(yīng)， 并使游離基最終生成 -0H, -C00H等基團，改變了纖維的潤濕性能。可見低溫等離子處理 是提高織物功能整理效果的一種很好的途徑。圖LfSfS等籬子體對無紡布的處理3.2 結(jié)果與討論3.2.1 不同拒水劑拒水（抗酒精）整理研究表3不同拒水劑的拒水（抗酒精）效果拒水劑用重W2030405010#磁磁4級4凄工邛I級N機4-5級T#嗓嫂4E級dT級-（抗酒精MOuiin）2-啜曦由表3可見，經(jīng)低溫等離子體預(yù)處理后的 SMS無紡布可以使用較低濃度的防水劑就能達到較好的拒水效

17、果，拒水劑10#和拒水劑7#拒水效果較好，拒水劑7#同時具有較 好的抗酒精效果。表4拒水劑10#和7不同預(yù)處理的接觸角（。）測定頊處理方法l*#（20g/U做晚/L）原布低溫等離子體處理13743132.5127.4表4所測得的接觸角證明：當整理劑濃度均在 20g/L時，低溫等離子體處理后的接觸角比不處理的原布高得多。見圖2舐劑g J L）整理指水捌用但0/ 口整理圖2低溫等離子體處理后3元魴布接觸角3.2.2 不同阻燃劑阻燃整理研究表5不同阻燃劑的阻燃效果阻燃劑陰燃續(xù)燃燃燒長度cm損毀共1度二巾熔滴手感無無IB. 519.4無較好FTS#無無ie.o18, 2無較好mS無無IE. 2IE.

18、5無糧理無5.16. 716.8有較現(xiàn)地舞（40e / u無無21.021. 0無較好yR2t（50g/L）無無20. 721. 1r無金硬（6C*C / L）無無21. 121.6無箍健從表5可以看出，低溫等離子體處理后的SMS無紡布經(jīng)阻燃劑FR4# 和FR8#整理，可以滿足一次性醫(yī)療防護服的要求（GB 17591 B2級）。3.2.3 多功能整理工藝研究3.2.3.1 拒水/阻燃整理工藝研究（一浴法）在試管中取數(shù)滴拒水劑10#和阻燃劑FR8#相混合，搖晃，觀察，相容性好，采用一浴法整理。表6 SMS無紡布一浴法拒水/阻燃整理工藝拒水劑102030拒水效臬修級r st 繳抗酒精敕果130s3

19、6s40 s陰燃無無無嵋無無無雌長度/ 519. S18.721.5損毀長度/CR216.821.7JO無無無表6可見：當拒水劑10#的濃度為20g/L時拒水3-4級，損毀長度18.8cm ,符合一次性醫(yī)療防護服要求。拒水劑10#和阻燃劑FR8#一浴法整理后具有一定的抗酒精效果。3.2.3.2拒水（抗酒精）/阻燃整理工藝研究（兩浴法）在試管中取數(shù)滴拒水劑7#和阻燃劑FR8#相混合，搖晃，觀察，不相 容，采用兩浴法整理。表7 SMS無紡布兩浴法拒水（抗酒精）/阻燃整理工藝拒水劑禧（L）102Q30拒水效果2-3級糯哪超抗酒精效果30s40min>40»in陰燃無無無無續(xù)燃無無無無燃燒長度7518.81S. 518.519.7損毀長度/ cm19,018. 513.519.7熔滴無無有有表7可見：拒水劑7#和阻燃劑FR8#兩浴法整理后，當拒水劑7#濃度為20g/L時拒水3級且抗酒精40min ,損毀長度18.5cm ,無陰 燃、續(xù)燃和熔滴現(xiàn)象，滿足一次性醫(yī)療防護服要求。4、結(jié)論（1）、SMS無紡布經(jīng)低溫等離子體預(yù)處理后，能提