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)

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)

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 g/L，浸渍液温度30℃。

医用聚丙烯SMS非织造布，低温等离子处理，含氟整理剂，性能

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

1.1 材料

聚丙烯SMS非织造布，由张家港骏马非织造布有限公司提供。

1.2 药品

无水乙醇;

含氟整理剂PM-3630，3M思高洁公司;

80%乙醇，用无水乙醇配制;

白矿物油。

1.3 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

1.4 仪器与设备

101AB-1烘箱，上海华联环境试验设备公司恒昌仪器厂;

BSA2245-CW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;

HD-1A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，北京中科科仪技术发展有限责任公司。

2 单因素试验

2.1 试验方案

将SMS非织造布裁剪成4 mm×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℃，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。

2.2 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)随着浸渍时间的增加呈现先高后低的趋势，20～40 min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30～40 g/L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 g/L。

3 正交试验

3.1 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L9(34)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PM-3630对聚丙烯SMS非织造布三抗整理的最优工艺条件。

表2 正交试验水平表

表3 正交试验结果

3.2 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PM-3630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 g/L。

4 整理前后试样性能对比

本试验用含氟整理剂PM-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。

4.1 抗血液性能

4.1.1 表面接触角

试样抗血液性能采用表面接触角来表征。表5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

4.1.2 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。

4.1.3 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。

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。

4.2 物理性能

4.2.1 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:①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;②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;③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。

4.2.2 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圈后整理前试样的质量减少量0.006 1 g，略高于整理后试样的质量减少量0.005 5 g。可能是整理后试样的上下表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。

表7 整理前后试样耐磨试验数据

4.2.3 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:(mm·s－1)］

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16.23%，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 g/L，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。

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Study on the alcohol/oil/blood repellent finishing of PP SMS nonwoven materials

Zhang Yu，Wu Xueyan，Zhang Tinley
(Nantong University)

Medical applications of nonwovens has become a main development direction for international nonwovens down-stream processing enterprises.Throughout the low-temperature plasma process and finishing PP SMS nonwovens by fluorine finishing agent on alcohol/oil/blood repellent finishing could change the surface properties of PP SMS nonwovens and studied it in the paper.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 improvement.The optimum finish process was impregnating time of 30 min and impregnating liquid concentration of 30 g/L and impregnating temperature of 30℃.

PP SMS nonwovens for medical application，low-temperature plasma treatment，fluorine finishing agent，performance

TS195.5

A

1004－7093(2012)07－0041－04

2011－12－26

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。