摘要 為了提高SMS無紡布(紡黏-熔噴-紡黏)抗靜電性能與拒水性能，對SMS非織造布試樣進行通過碳納米管(CNT)、CAP-501抗靜電劑浸漬處理和磁控濺射鍍銅膜處理，然后測試樣品的靜水壓值、表面比電阻和接觸角。通過測試發(fā)現(xiàn)，加入CNT后，試樣的抗靜電性能與拒水性能都獲得改善與加強；加入CAP-501抗靜電劑后，試樣的抗靜電性增強但拒水性能下降；鍍銅后，試樣抗靜電性能加強，拒水性獲得改善；3種處理方式中，抗靜電性能及拒水性能皆提高的最佳處理方式效果為碳納米管(CNT)浸漬。

防護服按照其性能可分為普通防護服和高性能防護服，醫(yī)用防護服是高性能防護服之一，是指用于醫(yī)學防護，阻隔細菌產生，以防止細菌泳移，減少交叉感染并能為醫(yī)護人員提供保護，使他們在工作的過程中免受病菌、病毒侵害的防護服，并且可以使病人減少二次感染的幾率[1-3]。傳統(tǒng)的常用醫(yī)用防護服原料為棉織物，近年來隨著非織造技術的發(fā)展，一些科研單位和企業(yè)已經開發(fā)出不少以非織造布為主要面料的醫(yī)用防護服，非織造布被廣泛的應用于醫(yī)用防護服領域[4-6]。其中，SMS(紡黏-熔噴-紡黏)產品既有紡粘層固有的高強耐磨性，同時又有中間熔噴層較高的過濾效率、阻隔性能、抗粒子穿透性、抗靜水壓、屏蔽性以及外觀均勻性[7-8]，更是在非織造醫(yī)用領域被廣泛應用。

醫(yī)用防護服在穿著過程中會因為摩擦而產生靜電，因此醫(yī)用防護服除了阻隔作用外，還要具有抗靜電性，常用的方法為添加抗靜電劑[9]。但抗靜電劑的使用不僅會增加抗靜電性，還可能影響醫(yī)用防護服的拒水性。這是因為拒水整理是要降低SMS表面張力，降低對液體的吸收性能；而抗靜電則要求表面具有較強的吸濕保濕性，以降低靜電的產生和快速地傳導靜電使電荷盡快逸散；兩者相互矛盾、相互對立，但是在SMS的實際應用中，防護用品要求既具有拒水性又同時能夠具有良好的抗靜電效果[10]。國內外對于SMS醫(yī)用防護非織造布的研究有很多，在“三防”(防水、防酒精、防血液)方面，曲方圓等[11]對SMS非織造手術衣材料采用泡沫整理法進行單面“三防”整理，整理后，SMS材料的單面“三防”效果得到明顯改善，同時材料具有較好的舒適性能，但對于抗靜電性方面沒有研究；在拒水拒油方面，喬雪蓮等[12]對SMS非織造布拒水拒油整理的研究發(fā)現(xiàn)，經用NUVA 含氟拒水拒油整理劑整理后SMS非織造布可獲得良好的拒水拒油性能，提高拒水拒油等級，但只提高了拒水性沒有涉及抗靜電性能；在“三抗”(抗血液、抗酒精、抗靜電)方面，張瑜等[13]關于聚丙烯SMS非織造布的三抗整理研究，發(fā)現(xiàn)用含氟整理劑PM整理的聚丙烯SMS非織造布的三抗性能有明顯改善，但關于拒水性方面沒有涉及；張萬智等[10]對SMS非織造布一步同浴多功能整理的探討，在建立分析模型的基礎上，對SMS非織造布的拒水、拒油、抗血液、抗酒精、抗靜電整理進行了探討，為SMS的一步同浴多功能整理提供了方法和依據(jù)，但只有一些理論而沒有具體實驗去驗證。綜上這些文獻，沒有既能提高抗靜電性又能提高拒水性能的相關研究及具體實驗。因此，本文使用CAP-501抗靜電劑、碳納米管(CNT)浸漬整理和濺射鍍銅膜等方式對SMS醫(yī)用防護非織造布進行后整理，測試SMS醫(yī)用防護非織造布的靜水壓值、表面比電阻和接觸角，來探究不同處理方式對SMS醫(yī)用防護非織造布的抗靜電性及拒水性能的影響，尋找提高抗靜電性能及拒水性能的最佳處理方式。

實驗

1.1 材料與試劑

材料：SMS丙綸非織造布，平方米質量47 g/m2，實驗時裁剪成20 cm×20 cm大小(恒天嘉華非織造有限公司)；磁控濺射用銅靶材，純度99.99%，直徑50 mm，厚度50 mm；試劑：CAP-501抗靜電劑(上海維勝化工有限公司)；碳納米管(CNT)水性漿料(中國科學院成都有機化學有限公司)；抗酒精劑，潤濕劑(恒天嘉華非織造有限公司)。

1.2 實驗裝置

JCP350型非織造布真空等離子涂覆系統(tǒng)(北京泰科諾科技有限公司)；P-AO/BO型立臥式氣壓電動小軋車(佛山市亞諾精密機械制造有限公司)；PM-6型連續(xù)式定型機(佛山市亞諾精密機械制造有限公司)；MODEL 800型便攜式表面電阻測試儀(美國ACL Staticide)；FX3000-IV型耐靜水壓測試儀(瑞士TEXTEST)；JY-PHb型接觸角測定儀(承德金和儀器制造有限公司)；Phenom microscope Pro X/Pro測試儀(Phenom-World)。

1.3 實驗過程與方法

1.3.1 抗靜電劑與碳納米管浸漬處理

首先，在燒杯內倒入400 m L去離子水，加入質量濃度10 g/L抗酒精劑、1 g/L潤濕劑，然后分別加入5、7、9 g/L的CAP-501抗靜電劑或碳納米管試劑配制成溶液，攪拌均勻后將樣品放入溶液中充分浸漬，浸漬時間為1 min。將浸漬完全的試樣放入浸軋機上，壓力為0.3 MPa，一浸一軋，軋余率分別為78%和147%。最后再將浸軋完成后的樣品放入熱定型機140℃進行烘干85 s，取出樣品。

1.3.2 磁控濺射處理

先將反應室抽真空至3×10-3 Pa，以保證銅膜的純度，再通入高純氬(99.999%)濺射氣體，預濺射1 min，以去除銅靶表面的雜質，氬氣流量設為9 m L/min。在濺射功率200 W，氣體壓強0.2 Pa，鍍膜時間80 s的條件下，制備銅薄膜，基材溫度為室溫。

1.3.3 性能測試

表面比電阻測試：把經過后整理的樣品放在測試臺上，依據(jù)AATCC 75—2005《紡織品表面電阻實驗方法》，使用表面電阻測試儀測量樣品的表面比電阻，每個樣品在不同部位測試3次，求平均值；依據(jù)文獻[14]，可以通過表面比電阻的數(shù)據(jù)來判斷抗靜電性能效果。

靜水壓測試：依據(jù)GB/T 4744—1997《紡織織物 抗?jié)B水性測定 靜水壓試驗》，將樣品放入耐靜水壓測試儀中，正面朝下，水壓速率6.0 kPa/min，來測試樣品的靜水壓值，織物能承受的靜水壓越大，防水性或抗?jié)B漏性越好。

接觸角測試：使用接觸角測定儀，用微量注射器將2.5μL去離子水滴加在水平放置的樣品上，使用量腳法測量接觸角，在不同部位測量兩次，取平均值。

1.3.4 形貌觀察

將樣品剪切利用導電膠粘在樣品臺上，利用SBC-12型離子濺射儀進行噴金，時間為60 s，噴金完成后拿出樣品利用吹風機進行吹掃，清除雜質，然后將樣品放入電鏡中，調好焦距，對比度，放大一定的倍數(shù)后來觀察樣品的微觀結構及負載情況。

結果與分析

2.1 樣品性能分析

2.1.1 抗靜電性能結果分析

經過浸漬處理及鍍膜處理后的表面比電阻測試結果見表1。

表1 處理前后樣品的表面比電阻

在表1中，經過CNT浸漬處理后的樣品，抗靜電性能逐漸變好，這是因為CNT具有良好的導電性，隨著CNT質量濃度的增大，形成的導電通路越多，導電性就越好[15]；經過CAP-501抗靜電劑浸漬處理后的樣品，表面比電阻值在8.72 GΩ和32 GΩ之間，抗靜電性能一般，這是因為當抗靜電劑溶液浸漬樣品時，抗靜電劑分子中的親油基就會吸附于樣品表面，浸漬完后干燥，脫出水分后的樣品表面上，會形成一個單分子導電層，使產生的靜電荷迅速泄漏而達到抗靜電目的[16]；而經過鍍銅膜處理的樣品，抗靜電性能提高，因為銅具有良好的導電性，且沉積銅原子將纖維與纖維之間空隙填滿，織物表面連通，從而鍍成銅膜會增加樣品的導電性；而對于樣品來說，經過CNT浸漬和鍍銅處理后，抗靜電效果改善程度優(yōu)于經過CAP-501抗靜電劑處理的樣品。

2.1.2 拒水性能

拒水性能從靜水壓及接觸角兩方面來分析，處理前后樣品的靜水壓值和接觸角測試結果如表2。

表2 處理前后樣品的靜水壓值和接觸角

由表2可以看到：經過CNT浸漬處理后，樣品的接觸角逐漸增大，拒水性增強，這是因為CNT極易聚集并且它與親水性基體之間的相互作用也很微弱，具有很強的疏水性，質量濃度越高，拒水性越好，且此時的樣品表面張力低于水的臨界表面張力，樣品拒水性能優(yōu)良，靜水壓值隨著質量濃度的增加而增加，但仍然低于未處理樣品，說明樣品防滲水性加強但低于未處理樣品的抗?jié)B水性；經過CAP-501抗靜電劑浸漬處理后，樣品的靜水壓值和接觸角逐漸減小，拒水性較未處理樣品差，且抗?jié)B水性遠低于未處理樣品，這是因為浸漬完后干燥，脫出水分后的樣品表面上，抗靜電劑分子中的親水基都向著空氣一側排列，易吸收環(huán)境水分或通過氫鍵與空氣中的水分相結合，這就增加了樣品的親水性使拒水性能下降 ；經過鍍銅處理后的樣品，拒水性較未處理樣品差異小，抗?jié)B水性較未處理樣品略低，這是因為銅沉積在樣品表面及纖維和纖維之間空隙中，阻礙了水的滲透、吸收及毛細作用，因此，使樣品拒水。

2.2 樣品的形貌觀察

對處理前后的樣品進行SEM分析，結果見圖1。

圖1 處理前后樣品電鏡圖

從圖1中可以看到，經過CNT浸漬處理后的樣品表面粗糙，附著的顆粒多但不均勻；磁控濺射鍍膜后，銅沉積在樣品表面及纖維和纖維之間空隙中，均勻連續(xù)但有褶皺出現(xiàn)；經過CAP-501抗靜電劑浸漬處理后的樣品表面光滑，顆粒附著較多且凸出。

結 論

a)經過碳納米管浸漬處理，織物表面比電阻低至7.79 MΩ，靜水壓值達到6 760 Pa，接觸角增至141.3°，抗靜電性與拒水性皆獲得提高改善，抗?jié)B水性略低于未處理樣品；經過CAP-501抗靜電劑浸漬處理，織物表面比電阻低至8.72 GΩ，靜水壓值達到1 310 Pa，接觸角低至118.6°，抗靜電性能獲得改善，拒水性能下降，抗?jié)B水性能遠低于未處理樣品；經過鍍銅處理，織物表面比電阻低至52.2 MΩ，靜水壓值達到5 530 Pa，接觸角增至127.7°，織物抗靜電性加強，拒水性獲得改善，抗?jié)B水性低于未處理樣品。

b)在3種后處理方式中，經過碳納米管浸漬處理后的樣品的抗靜電性與拒水性最好，磁控濺射鍍膜次之，經過CAP-501抗靜電劑浸漬處理的樣品的抗靜電性能與拒水性能最差；抗?jié)B水性方面，碳納米管浸漬處理優(yōu)于磁控濺射鍍膜處理與CAP-501抗靜電劑浸漬處理，因此，提高抗靜電性能及拒水性能的最佳處理方式為碳納米管浸漬處理。

 參考文獻 

[1]王來力.高性能防護服的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].中國個體防護裝備，2009(3)：20-22.

[2]錢雯瑾.非織造布醫(yī)用防護材料的發(fā)展及應用[C].//2009中國醫(yī)療衛(wèi)生用紡織品創(chuàng)新發(fā)展論壇論文集.2009：137-140.

[3]李娜，錢曉明.醫(yī)用非織造材料的發(fā)展與應用[J].紡織導報，2017(3)：67-70.

[4]陳康振.醫(yī)用防護服材料的發(fā)展及應用[J].產業(yè)用紡織品，2004，22(6)：1-4.

[5]楊光，靳向煜.非織造材料在防護服中的應用[C].//2005上海國際產業(yè)用紡織品和非織造布研討會暨第四屆高新技術在產業(yè)用紡織品(防護材料和新型柔性材料)領域推廣應用研討會.2005：36-39.

[6]方一鵬，王永軍.非織造布材料在醫(yī)用防護服的應用[C].//2003年醫(yī)用防護用紡織生產技術、產品開發(fā)和應用研討會論文集，2003：148-154.

[7]賀宏偉.SMS復合無紡布的生產與發(fā)展狀況[J].福建輕紡，2010(5)：52-55.

[8]韓濤.SMS復合非織造布近幾年發(fā)展狀況及國內市場展望[J].紡織導報，2005(11)：85-88.

[9]袁煒，徐名宏.醫(yī)療防護用SMS非織造布的三抗整理介紹[C].//中國第17屆(2010年)紡粘和熔噴法非織造布行業(yè)年會——創(chuàng)新科技引領全球研討會論文集.2010：77-80.

[10]張萬智，趙耀明.SMS非織造布一步同浴多功能整理的探討[J].化纖與紡織技術，2007(3)：27-30.

[11]曲方圓，殷保璞.SMS手術衣材料單面“三防”泡沫整理工藝[J].東華大學學報(自然科學版)，2016，42(5)：713-717.

[12]喬雪蓮，俞鎮(zhèn)慌.SMS非織造布的拒水拒油整理[J].產業(yè)用紡織品，2006，24(11)：35-37，42.

[13]張瑜，吳雪嫣，張?zhí)炖祝��?聚丙烯SMS非織造布的三抗整理研究[J].產業(yè)用紡織品，2012，30(7)：41-44.

[14]馮永成，瞿美臻，周固民，等.碳納米管在導電涂料中的應用研究(Ⅰ)碳納米管對導電涂料導電性的影響[J].高分子材料科學與工程，2004，20(2)：133-135，139.

[15]黃良仙，安秋鳳，李臨生，等.抗靜電劑及其在工業(yè)領域的應用[J].日用化學工業(yè)，2004，34(5)：308-311.

[16]狄劍鋒.織物拒水拒油整理及其性能檢測[J].上海紡織科技，2003，31(4)：52-54.