自新型冠狀病毒肺炎爆發以來，我國感染人數已超7萬人，對我國國民的經濟和生產生活造成了嚴重的影響。新冠病毒主要通過
直接接觸和飛沫的方式進行傳播，因此在此次疫情防控戰中，護目鏡、口罩、防護服等衛生防護用品發揮了至關重要的作用。接下來幾期小編將為大家盤點這些常見的醫療防護用品的加工製造方式。
常見的幾類醫用防護服
由於防護等級高且市場供應疲乏的原因，一般只有抗擊疫情一線的窗口企業人員才需要穿戴醫用防護服。本期抗“疫”科普系列將為大家講解醫用防護服的分類和生產加工方式。
醫用防護服的分類
醫用防護服按照材料的加工工藝不同，可分為機織類和非織造布類防護服。不同材料所生產的醫用防護服用途各異。比如機織類材料主要用於加工重複多次使用的醫用防護服，包括傳統機織物、高密織物、塗層織物和層壓織物。
1.傳統機織物主要是採用棉纖維或滌綸等合成纖維與棉的混紡紗加工而成，具有良好的舒適性，主要用於日常工作服(例如白大褂)。
2.高密織物是利用高支棉紗或其他超細合成纖維長絲織成，紗線間隙非常小。由於纖維的毛細作用而具有透溼性，再經過碳氟化合物、有機硅等防水劑處理具有一定的防液體滲透性能，主要用於加工具備防水效果的外科手術服。
3.塗層織物具有防滲透性，塗層中的親水基團和微孔結構保證織物的透溼性。用於加工使用條件苛刻的特殊防護服。
4.層壓織物是將織物與一層特殊薄膜(例如微孔薄膜、聚氨酯透溼膜等)通過層壓工藝複合在一起，例如聚四氟乙烯超級防水透溼複合面料。由於該織物主體膜的微孔孔徑遠小於水滴直徑，可防止血液、體液等的滲透；同時微孔的孔隙率高、孔徑大於水蒸汽分子直徑，水蒸汽分子可自由通過，因此透溼性能較好。
非織造布類防護服基本都是一次性使用，加工方式有紡粘法、水刺法、SMS (紡粘-熔噴-紡粘)複合法、閃蒸法、融噴法等。通常非織造布類防護服比機織類材料具有更好的防護性。
1.紡粘法非織造材料由聚合物切片原料直接熔融紡絲製備而成，在生產過程中不添加任何化學粘合劑和其他物質，所選用的聚合物材料本身對人體無害，所以在醫療衛生領域的應用越來越廣。
雙組份紡粘纖維電鏡照片
2.水刺法是利用中空桔瓣型紡絲組件，將熔體細流從噴絲孔擠出之後，經冷卻吹風、氣流牽伸形成長絲鋪置在成網簾上，再利用高壓水刺技術進行開纖及固網。經水刺開纖後的產品外觀和柔軟度與紡織品非常相似，其阻隔性能相對比普通的紡粘或水刺非織造材料好，因此可用於醫療防護材料。
水刺非織造纖維電鏡照片
3.SMS (紡粘-熔噴-紡粘)複合法是利用紡粘布的強力和耐磨性，將其作為表層，利用熔噴布的阻隔性能將其作為芯層來製備SMS複合非織造材料。考慮到生產投資及成本的問題，目前SMS複合技術可以分為在線複合、離線複合和一步半法複合三大類。
在線複合是將紡粘和熔噴生產線組合在一起，投資最高，但是製備的產品性能最好，可以製成很薄的產品，熔噴材料的比例可調，材料的透氣透溼性能和阻隔性能都非常好，是非常理想的醫用防護材料。
SMS在線複合生產線
離線複合是將所製備熔噴布和紡粘布再進行二步複合，單獨的兩種產品不能做得太薄，而且都需要經過固網，複合之後產品也不能做得太薄，雖然阻隔性能非常好，但是透氣透溼性能較差，可以應用於對透氣透溼性能要求不高但是對阻隔性能要求高的防護材料。
一步半法改善了離線複合透氣透溼性能差的問題，但是成本比在線複合低，生產的產品性能較好，在生產中可以廣泛推廣。
4.閃蒸法以高分子量聚乙烯（PE）為原料，二氯甲烷為溶劑，在二氧化碳的高壓保護下高速由噴絲孔噴出，溶劑迅速揮發後絲條固化，再經牽伸形成超細纖維，通過靜電紡絲鋪置在成網簾上形成纖網，然後熱軋加固而成。相比SMS，閃蒸技術由於採用的溶液紡絲方法成形，溶劑為可揮發性有機溶劑，回收比較困難，在空氣中濃度較高容易引發爆炸事故；此外，在生產過程中，纖維的紡絲速度控制非常困難。
閃蒸非織造布生產原理
閃蒸非織造材料及產品
5.熔噴法被譽為流程最短的一步聚合物直接成網法。熔噴法最大的特點是纖維非常細，直徑只有幾微米，經自身粘合之後結構蓬鬆，孔隙率高，平均孔徑小，具有非常好的阻隔性能。但由於製備過程中沒有較長的冷卻牽伸區域，僅靠室溫進行冷卻，因此產品的強度和耐磨性不高。
考慮到熔噴纖維細、壓縮回彈性差的問題，對部分材料要求具備一定厚度的要求，美國3M公司率先開發了插層熔噴技術，即在傳統熔噴生產的過程中，在熔噴纖維流中吹入高捲曲的中空彈性短纖維，在同樣的克重下，產品的壓縮回彈性大大提高，且結構變得更為蓬鬆，透氣透溼性能也有所提高；此外，粒子在材料中通過的路程曲折變長，從而增加了攔截作用，使得對顆粒的阻隔效果大大提高。
插層熔噴示意圖及插層熔噴非織造材料
根據使用場合的不同，各類醫療防護服的生產加工方式也不盡相同。此次新型冠狀病毒肺炎疫情中，根據隔離等級的不同，醫護人員也穿著不同類型的醫療防護服。在黨和國家的強大號召和有力調度下，我國各界民眾萬眾一心，醫用品工廠緊急復工，加急生產了大批醫用防護服供給一線人員使用，有力展現出我國強大的綜合國力和社會凝聚力。
此次疫情中，我國各大高校積極響應國家號召，發揮學科特色和學術優勢，全力落實聯防聯控機制，攜手打好疫情攻堅戰。北京化工大學有力發揮學科特色，學校英藍實驗室發揮高分子材料加工成型學科研究優勢，利用自有實驗設備生產了大批醫用防護用品支援一線工作人員，切實參與疫情防控攻堅戰。
歡迎各位同學提問高分子材料加工領域學術和產業問題，我們將竭盡全力為您解決。
圖片來源：百度學術
