1、2012年第7期 产业用纺织品 功能性整理技术与助剂 聚丙烯SMS非织造布的三抗整理研究 张瑜吴雪嫣张天雷 (南通大学，南通，226019) 摘要：医用领域的非织造布产品已成为国际上非织造布深加工企业的主要发展方向。通过低温等离子预处 理以及用含氟整理剂对聚丙烯SMS非织造布进行表面三抗整理改性，研究了聚丙烯sMs非织造布三 抗整理前后性能的变化。结果表明，用含氟整理剂PM-3630整理的聚丙烯SMS非织造布的三抗性能 有明显改善，其最佳整理工艺是：浸渍时间30 mim，浸渍液质量浓度30 L，浸渍液温度30。 关键词：医用聚丙烯SMS非织造布，低温等离子处理，含氟整理剂，性能 中图分类号：T
2、S1955 文献标志码：A 文章编号：10047093(2012)07004104 医用非织造布与传统的机织卫生材料相比，具 有技术先进、安全可靠、净化手术环境、经济可行等 特点，加之人们对疾病预防意识的不断增强，纺粘 熔喷纺粘(SMS)非织造布作为医疗防护用材料正 被国内越来越多的人所认识和接受。SMS产品表 面的纺粘层具有高耐磨性，中间熔喷层可提高材料 的过滤效率、阻隔性能、抗粒子穿透性、抗静水压、 屏蔽性和柔软性，使产品具有良好的过滤性、阻液 性和不透明性。特别在护理和手术中，与传统防护 产品相比，采用SMS非织造布制成的一次性防护 产品具有独特的优势。 1 试验材料与仪器设备 11材料
3、 聚丙烯SMS非织造布，由张家港骏马非织造 布有限公司提供。 12药品 无水乙醇； 含氟整理剂PM3630，3M思高洁公司； 80乙醇，用无水乙醇配制； 白矿物油。 收稿日期：20111226 作者简介：张瑜，男，1965年生，教授。主要研究方向为非织造 材料的结构与性能。 13人造血液配方 按表1用量配制，加入蒸馏水，配制1 L人造 血液。 表1人造血液配方 试剂名称 用量g 羧甲基纤维素(CMC)，中黏度 聚乙烯乙二醇山梨聚糖(吐温20) 氯化钠(分析纯) 苋菜红染料 磷酸二氢钾 磷酸氢二钾 2 004 24 l 12 43 14仪器与设备 101 AB一1烘箱，上海华联环境试验设备公司恒
4、 昌仪器厂； BSA2245CW电子天平，赛多利斯科学仪器 (北京)有限公司； GKC218数显控温水浴锅，上海苏进仪器设备厂； HD1A等离子体处理仪，常州新区世泰等离 子体技术开发有限公司； YG065型电子织物强力机，莱州市电子仪器 有限公司； YG(B)522织物耐磨仪，温州大荣纺织仪器有 限公司； YG(B)461E数字式织物透气性能测定仪，温 州大荣纺织仪器有限公司； 85-2A磁力搅拌器，南京新中惠科学器材有限 41 功能性整理技术与助剂 产业用纺织品 总第262期 公司； JC2000C表面接触角测试仪，上海中晨数字技 术设备有限公司； KYKY2008B扫描电镜，北京中科科仪
5、技术发 展有限责任公司。 2 单因素试验 21试验方案 将SMS非织造布裁剪成4 mm X 20 mm的试 样，用无水乙醇充分洗涤试样并烘干，进行等离子 处理(30 Pa、100 W、60 S)，用含氟整理剂PM-3630 水浴浸渍(不同浸渍液温度、浸渍时间和浸渍液浓 度)，烘箱烘干(100 qC，30 min)，最后测试整理后 试样与80乙醇及白矿物油的表面接触角。 22试验结果 试验结果表明，试样与80乙醇及白矿物油 的表面接触角与整理条件相关，其变化趋势是： (1)随着浸渍液温度的提高呈现先高后低的 趋势，在30时达到最高点； (2)随着浸渍时问的增加呈现先高后低的趋 势，2040 ra
6、in为表面接触角最高的时间段； (3)随着含氟整理剂浓度的增加呈现增高的 趋势，但在3040 gL时的增幅逐渐变缓。基于 经济性及环保的考虑，试验选择含氟整理剂的最优 质量浓度为30 L。 3 正交试验 31试验方案与结果 影响聚丙烯SMS非织造布三抗整理效果的因 素很多，本试验选择了浸渍液温度(A)、浸渍时间 (B)、浸渍液浓度(C)三个主要因素，利用三因素 三水平正交表L。(3 )进行试验，编制因素水平表 如表2所示。对经不同试验条件整理后的试样分 表2正交试验水平表 一42一 别进行其与80乙醇及白矿物油的表面接触角测 试，结果见表3。采用极差分析法得出含氟整理剂 PM3630对聚丙烯S
7、MS非织造布三抗整理的最优 工艺条件。 表3正交试验结果 32结果分析 表4为试样与80乙醇及白矿物油表面接触 角的极差分析结果。 表4表面接触角极差分析 从表4可以看出：对整理效果影响最大的因素 为浸渍时间，其次是浸渍液浓度，再次是浸渍液温 度。用含氟整理剂PM3630整理聚丙烯SMS非织 造布的最优整理方案是：浸渍液温度30，浸渍时 间30 min，浸渍液质量浓度30 gL。 4 整理前后试样性能对比 本试验用含氟整理剂PM一3630在最优整理方 案条件下整理试样，并比较整理前后试样的性能。 41抗血液性能 411表面接触角 试样抗血液性能采用表面接触角来表征。表5 2012年第7期 产业
8、用纺织品 功能性整理技术与助剂 是试样与人造血液表面接触角的测试数据。 从表5可以看出，聚丙烯SMS非织造布在整 理前就已具有一定的抗血液性能，其表面接触角几 乎与用最优整理方案整理的试样对80乙醇的表 面接触角持平，而整理后的试样抗血液性能得到了 进一步提高，表面接触角达到110。以上。 表5整理前后试样与人造血液的表面接触角 试样 表面接触角(。) 整理前 整理后 412痕迹去除 由于血液组分的特殊性及有色性，当血液接触 到非织造布后会留下痕迹。在整理前后试样上各 滴5滴人造血液，静置1 min，吸干人造血液，观察 对比表面痕迹。观察发现，整理前试样表面留下了 明显的红色圆形痕迹，而整理后
9、试样表面几乎看不 到痕迹。这说明整理后的聚丙烯SMS非织造布的 抗渗能力有所提高。 413微观形态 将整理前后的试样制样后进行电镜扫描，试样 在整理前后的表面形态见图1。 一一 (a)整理前 (b整理后 图1 整理前后试样的表面形态 从图1可以看出：整理前聚丙烯SMS非织造 布表面纤维交错，结点分明，表面形态很粗糙；而整 理后聚丙烯SMS非织造布表面形成了一层膜，覆 盖住纤维层，结点也不似整理前试样那样分明，整 个表面看上去平坦光滑了许多。整理剂在经过整 理的试样表面形成的一层膜是提高试样三抗性能 的关键。 42物理性能 421拉伸性能 整理前后试样拉伸性能对比见表6。 表6整理前后试样的拉伸
10、性能 从表6可以看出，聚丙烯SMS非织造布的断 裂强力及伸长率在整理后都有明显的降低。原因 可能是：等离子处理使聚丙烯纤维表面发生刻 蚀，使聚丙烯SMS非织造布的强力有所下降；聚 丙烯SMS非织造布在经过整理剂整理后产生了化 学变性，导致其强力下降；浸渍后的烘燥温度过 高，使聚丙烯SMS非织造布脆化，导致其强力下 降。 422耐磨性能 整理前后试样的耐磨性能见表7。 从表7可以看出，摩擦1 000圈后整理前试样 表7整理前后试样耐磨试验数据 的质量减少量0006 1 g，略高于整理后试样的质 量减少量0005 5 g。可能是整理后试样的上下表 一43 功能性整理技术与助剂 产业用纺织品 总第2
11、62期 面都增加了一层膜状物，膜的存在可以略微加强试 样的耐磨性能。 423 透气性能 整理前后试样的透气性能见表8。 表8整理前后试样的透气率 单位：(mms ) 从表8可以看出，整理后试样的透气率比整理 前试样降低了1623，说明用含氟整理剂整理对 聚丙烯SMS非织造布透气性能的负面影响比较显 著。原因可能是整理后的聚丙烯SMS非织造布表 面形成了一层膜状物，该膜状物如同塑料膜一般依 附在非织造布表面，阻隔了空气流通，导致整理后 非织造布的透气率降低，透气性能变差。 5 结论 (1)用含氟整理剂整理聚丙烯SMS非织造布， 其整理效果随浸渍液温度及浸渍时间的增加呈先 增后减的趋势，随浸渍液浓
12、度增加呈现增大趋势。 (2)用含氟整理剂整理聚丙烯SMS非织造布， 对整理效果影响大小的排序是浸渍时间、浸渍液浓 度和浸渍液温度。最优整理工艺为：浸渍时间 30 min，浸渍液质量浓度30 gL，浸渍液温度30。 (3)用含氟整理剂整理聚丙烯SMS非织造布， 其拉伸性能变差，试样的断裂强力和断裂伸长率都 明显下降，耐磨性能无明显变化，透气性变差。 (4)在使用含氟整理剂整理聚丙烯非织造布 时需考虑整理剂对非织造布的拉伸性能和透气性 能的影响。 参考文献 1 王桂梅医用非织造布产品的开发研究J非织造 布，2007(6)：1-4 2李建强，潘青山，韩世洪SMS非织造布基PUPEG 复合相变膜J材料
13、工程，2008(增刊1)：161164 3 张凌清，李增俊国内外涤纶、锦纶和丙纶工业丝市 场发展现状(二)J产业用纺织品，2007，25(10)： 1415 4CRAIGA I H，WHITE J R，PHUA C KCrystallizauon and chemi crystallization of recycled photo-degraded polypropyleneJPolymer，2005，46(2)：505-512 5 乔雪莲SMS非织造布的拒水拒油整理研究D上 海：东华大学，2007：1718 6 赵雪，展义臻，何瑾馨仿生学研究现状及其在纺织 上的应用J纺织科技进展，2008
14、(5)：36-43 7庄楚强，吴亚森应用数理统计基础M广州：华南 理工大学出版社，2004：383-485 8 蔡兵等离子体处理对非织造布表面润湿性的效应 J非织造布，1998(4)：2022 Study on the alcohoLoilblood repellent finishing of PP SMS nonwoven materials Zhang Yu，Wu Xueyan，Zhang Tinley (Nantong University) Abstract：Medical applications of nonwovens has become a main development
15、 direction for international nonwo vens downstream processing enterprisesThroughout the low-temperature plasma process and finishing PP SMS nonwovens by fluorine finishing agent on alcoholoilblood repellent finishing could change the surface properties of PP SMS nonwovens and studied it in the paper
16、The result was that after treating with fluorine finishing agent，the properties of alcohol repellent，oil repellent，blood repellent of PP SMS nonwovens got obvious improvementThe optimum finish process was impregnating time of 30 min and impregnating liquid concentration of 30 gL and impregnating temperature of 30 Keywords：PP SMS nonwovens for medical application，low-temperature plasma treatment，fluorine finishing agent，performance 44
