丙纶在医疗卫生非织造材料领域的应用及发展前景

李安阳    苏州大学纺织与服装工程学院     江苏苏州    215006

摘要：介绍了丙纶纤维的结构性能，列举了丙纶纤维湿法成网和熔融纺丝成网非织造布在医疗卫生领域的应用及发展前景。

关键词：聚丙烯纤维  熔喷非织造布 应用

引言：

2020年初全球爆发新冠病毒，目前疫情正在全球蔓延，部分国家和地区口罩紧缺的矛盾仍很突出。新华网3月8日《中央企业加快熔喷布产能布局》中传达加大力度保障医用口罩生产原料的应对措施信息：面对口罩核心材料熔喷布需求井喷，国务院国资委指导推动相关中央企业加快生产线建设、尽快投产达产，扩大熔喷布市场供给，为新冠病毒疫情防控提供保障。文中熔喷布制备原料丙纶也就是聚丙烯纤维（PP），丙纶是用石油精炼的副产物丙烯为原料制得的合成纤维等规聚丙烯纤维的中国商品名。原料来源丰富，生产工艺简单，产品价格相对比其他合成纤维低廉。

1 聚丙烯纤维的结构性能

1.1结构

聚丙烯纤维的结构有分子结构、聚集态结构、形态结构。纵向形态为平滑无条纹；横截面形态为圆形。纤维的形态结构与纤维的抱合力、可纺性、摩擦性能、粘合性、光泽、手感、保暖性、吸湿性等密切相关。聚丙烯纤维的化学单基式为：-CH2-CH(CH3)-。聚集态结构是在纺丝成形及后处理过程中形成的，它直接决定了纤维的使用性能。纤维基本组成物质是等规聚丙烯。聚合度为310-430。约含有85%~97%等规聚丙烯、3%~15%无规聚丙烯；具有较高的立体规整性，容易形成结晶。而且聚合物的等规度愈高，结晶速率愈快。

1.2性能特点：

丙纶的主要性能特点：

①比重：0.90~0.92，浮于水中，是现有纤维中最轻的。所以同样重量的丙纶可比其他纤维得到的较高的覆盖面积。

②强度和伸长率：一般强度2.6~7.0Cn/dtex伸长率20%~80%。丙纶的湿强基本等于干强，制成织物尺寸稳定。

③初始模量与弹性：初始模量不高，弹性很好，弹性回复能力与锦纶66及涤纶相仿。

④耐磨性能：耐平磨、耐曲磨性能好。强度和弹性，特别是急弹性较好，是丙纶织物耐磨的主要原因。

⑤吸湿和染色性：不吸湿，难以染色。一般大气条件下的回潮率接近于零。细旦纤维具疏水性和有芯吸作用，能通过织物中的毛细管传递水蒸气，但本身不起任何吸收作用。可防潮不霉变。

⑥热学性质：玻璃化温度-15度，熔点低，163~1750C左右，软化点145~1500C；耐热性，在沸水下煮沸几小时不变形。

⑦耐光性：特别差，易老化，制造时应添加化学防老剂。丙纶的导热系数较小，保暖性好。

⑧化学性质：耐酸碱性、耐化学溶剂性能较其他合成纤维要好，浓苛性钠溶液，对其强度无影响。但长时间浸于50%硝酸或50%硫酸，强度会降低。无毒。适于用作过滤材料和包装材料。

2 在医卫领域中的应用：

2.1应用

丙纶在非织造布所用化纤占第一位，可用于土工合成材料、地毯、口罩、手术衣、手术罩布、婴儿尿片和妇女卫生巾包覆材料、吸油材料、过滤材料、保暖材料、隔音材料、揩布等领域。尤适于工业滤材，它被电子、制药、食品、饮料、化学等行业广泛应用。2019年丙纶在卫生和医用产业上消费量占比18.5%。卫生薄型覆盖材料是丙纶在非织造应用中发展最快的用途之一，随着生活水平的提高，妇女卫生用品及城市婴儿尿布的用量迅速增长，市场需求旺盛。                        

2.2熔喷非织造布医用防菌口罩

聚丙烯熔喷非织造布是过滤、分离、医疗、卫生和组织工程的优良材料。医用口罩及N95口罩外层纺粘层、中间层熔喷层和内层纺粘层构成。

口罩外层防水处理：面密度为50g/m2的SMS复合材料的耐水压高达4410Pa，而普通的非织造材料的耐水压仅是它的三分之一左右；中间层熔喷层为过滤层，起阻隔、过滤细菌悬浮颗粒的作用，熔喷布过滤效果跟其克重（每平方米克数）有关，范围是18-500g；内层起吸湿、增强、包覆作用。          

3发展前景

丙纶熔喷非织造布是目前大有发展前途的滤材。过滤材料是丙纶熔喷非织造布的最大应用领域。全世界目前熔喷非织造布用于滤材约2万吨/年，主要用作气体、液体过滤。尤其是丙纶熔喷非织造布驻极后四位静电作用，可提高效率20~30%，是其他滤材无法可比的。丙纶非织造布可作为液体微滤膜广泛应用于液体过滤领域，对细菌、血液及大分子等物质微孔过滤。

丙纶熔喷非织造布用于空气过滤：随着现代工业的迅速发展，对环境的洁净度要求越来越高，有关专家认为，丙纶需求量保持高速增长的态势，尤其是亚洲人口众多，在卫生领域的需求量很大，卫生用无纺布的消费量和消费比例大大高于欧美国家。未来丙纶市场将进一步速扩大，尤其是在无纺布领域（主要是产业、医疗卫生和工程用）。同时随着丙纶改性技术的发展，从而合成出适应不同用途的纤维，如非织造材料专用型聚丙烯纤维等，丙纶也正在一些纺织领域替代其他合纤品种。同时，在国家“十二五”规划和产业结构调整的大方针下，丙纶纤维面临巨大的市场投资机遇，行业迎来新的发展契机。近几年，国内熔喷布行业市场规模整体呈现增长态势，从2009年的2.9亿元增长到了2019年的10.25亿元。 随着熔喷布生产线的扩大，为打造“人类卫生健康共同体”做出更大贡献。

4 结束语

通过这次疫情熔喷布市场需求的“井喷”，显现了非织造专业人才的匮乏，国家要扩大人才的储备，政府部门在产业结构上、环保要求上也要改变态度，给予非织造企业产能扩张的政策支持。对于国内包括扬中缺乏技术力量的熔喷布制造及应用企业，给予技术支持，引导企业与高校建立联合研发中心，进一步拓展熔喷布的发展应用领域。随着应用领域的拓展来消耗掉产能过剩的矛盾，既实现经济价值又创造社会价值，利国利民。     

参考文献：

[1] 张伟力.浅谈丙纶熔喷非织造布在过滤领域的应用. 产业用纺织品. 2013-07

[2] 钟建政.丙纶在非织造布工业中的应用现状及前景.合成纤维工业.1999 第6期