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一文了解新冠战“疫”里的高分子材料

发布者:赌博比较好的平台   发布时间:2020-3-25 11:05:51

     新冠疫情的全球扩散态势仍影响着各行各业,“抗疫之战”是全人类为对抗病毒形成的统一战线。这场战“疫”里,有着众多高分子材料的身影,从口罩到防护服,从化学成像医用胶片到建筑耗材,你知道他们吗?


▲防护装备实物图

个体防护装备


个体防护装备 (Personal Protection Equipment)简称PPE。在特殊环境条件下用于保护人体的一系列装备。这种特殊环境条件通常是恶劣的、有害的,甚至是极端环境。

这“一系列装备”包括防护服、头部防护(例如头盔)、眼与面部防护(例如护目镜)、呼吸防护(例如口罩)、听力防护(例如防噪音耳塞)、手部防护(例如防护手套)、足部防护(例如抗菌鞋套)、腰部及关节防护等多种涉及全身和多个关键人体部位的防护装备,视具体环境情况选择局部防护或者全身防护。

01.防护服


按照使用环境的不同,可以具体分为热防护服、阻燃防护服、化学防护服、生物防护服、电防护服、辐射防护服、外力冲击防护服和高可视度防护等。

为增强防护服的防护性能,同时提高舒适性能,纺织行业一直在做着各种努力。从最基础的材料和结构来说,产品开发中充分发挥传统材料的性能,同时不断利用高性能材料,结合结构设计发挥最大效能。


▲防护服防护条件种类

医护人员穿着的就是生物防护服中的医用防护服,这类防护服能够隔绝病毒,通常的使用者是医务人员、生物制药和疫苗培养等行业的工作人员。 

医用防护服的生产有多种材料的应用,SMS结构高性能聚丙烯无纺布、闪蒸高密度聚乙烯无纺布、膜-织物复合材料等都在医用防护服中有所应用。 

全封闭式医用防护服的防护原理:阻隔外界环境中的病菌和病毒侵害人体,形象一点说就像是形成了一个“胶囊”,人体暂时在这个胶囊的保护下执行工作任务,但是又要保障人体正常的呼吸和散热,这就要求防护服的材料在能阻隔病毒进入的同时还要能保证干净气体分子的通过。


02.口罩


口罩是本次疫情防控中使用量最大的个体防护装备,口罩对气流进行过滤以达到防护人体的作用。

其过滤的原理大致可以分为:沉降作用、惯性撞击作用、拦截作用、扩散作用、静电作用等五大作用原理。

医用外科口罩

口罩的“三明治结构”:

 ◆ 表层为聚丙烯纺粘无纺布(S层),具有阻断液体的作用。

 ◆ 中间层为聚丙烯熔喷无纺布(M层),该层为过滤层,采用熔喷工艺得到的聚丙烯纤维细度极高,直径在2微米左右,其制成的无纺布纤网结构细密,同时带有微弱静电,具有吸附颗粒物的作用,使其无法透过致密的中间层而达到阻隔的作用。

 ◆ 底层为聚丙烯纺粘无纺布(S层),具有亲肤吸湿的作用。这种多层结构的专业术语为SMS结构。

主材聚丙烯纤维简称PP纤维,是纺织材料家族中的传统纤维,其密度小于水的密度,制成的口罩重量很轻,佩戴舒适。


▲医用口罩结构图

N95口罩

医用外科口罩需要符合我国医药行业标准YY0469-2004《医用外科口罩技术要求》,主要技术指标包括过滤效率、细菌过滤效率和呼吸阻力。

其中细菌过滤效率标准要求“在规定条件下,对平均颗粒直径为(3±0.3)μm的金黄色葡萄球菌气溶胶的过滤效率不低于95%”,这也就是“N95”说法的由来。


▲N95口罩产品信息

▲N95口罩结构功能示意图

03.护目镜


护目镜又被称为防护眼罩,是安防产品中眼部防护用具的一种。护目镜一般由镜片、镜架及系带等组成。

根据不同环境需要,分别具有防液体喷溅、防有害光线和防高速粒子冲击、防尘等功效。有害光线如强的可见光、红外线、紫外线、激光等。

医用护目镜

1、主要类型

◆ 隔离防护型:主要用于医疗机构的医护人员在检查治疗时。

◆ 术后防护型:主要用于患者眼部手术后遮盖,防止受到外力撞击,减少术后感染等。

◆ 数码防护型:主要用于医护人员进行放射诊疗时对人眼的保护。

◆ 屈光矫正型:镜片具有屈光矫正作用等。

2、对医用护目镜的要求

◆ 具有抗腐蚀性,防止一些腐蚀性较强的药水侵蚀。

◆ 具有防冲击性,防止近身手术时可能产生的物体对眼部造成伤害。

◆ 具有防雾性,保证医护人员视野清晰等。

3、主要组成材料

弹性带:

PP:聚丙烯(丙纶),PET:聚酯(涤纶),PU:聚氨酯(氨纶),橡胶丝。

镜片主材热塑性材料镜片:

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),俗称亚克力或有机玻璃。热固性材料镜片:聚碳酸酯(PC)

额外保护:

水胶体敷料:羧甲基纤维素钠和明胶、果胶作用:吸收性、自粘、防水性。

镜片内层防雾涂层:

Scotchgard(思高洁)防雾涂层技术。

原理:减小了水滴与镜片的接触角度,将水滴变平,成为一层薄而透明的膜


▲护目镜的结构组成

04.医用手套


乳胶手套:天然乳胶,具有良好弹性和柔软质感,并具有耐磨性、耐穿刺,抗酸碱、油脂、燃油及多种溶剂等优点,有着广泛的抗化性能,防油效果良好

丁腈手套:丁腈橡胶,不易致过敏,是对乳胶蛋白过敏或皮肤敏感的医护人员首选。丁腈橡胶由丁二烯、丙烯腈经乳液聚合法制得,耐油性、耐磨性、耐热性好,还具有良好的耐水性、气密性及粘结性能。

聚氯乙烯(PVC)手套:不含过敏原,发尘量低,离子含量少,不含塑化剂、酯、硅油等成分,具有较强的化学抗性、良好的灵活性和触感,穿戴方便舒适,具有防静电性能,可在无尘环境中使用。

聚乙烯(PE)薄膜手套:高密度聚乙烯(HDPE)或低密度聚乙烯(LDPE)为原料吹膜压制而成,主要用途是供医护职员临床检查及病房整理时作一般隔离。


▲医生医用手套


05.防护帽


用于临床医务人员在医院手术室为病人做手术时使用,为医护人员起到防汗、吸汗,并能更好地固定头发,防止手术时头发外露、飘落。

医用防护帽(吸汗型):由PP单层无纺布加汗圈经裁剪、缝制而成。

医用防护帽(防护型):由SMS复合无纺布加橡筋、粘扣经裁剪、缝制而成。


▲医用防护帽


全身防护存在的问题


全身防护其实构成了一个全封闭式系统,防止外部环境中的病毒接近人体,但是也在一定程度上阻碍了人体与外部环境的热交换和物质交换。

尽管这些防护服都采用重量轻、透气性较好的高性能纺织材料制成,但是长时间穿着仍会引起人体的不舒适感,例如负重感、湿热感、缺氧等,严重的可能会引起穿着者的正常生理指标出现失衡。

致敬每一位冲在最前线为人民奋斗的白衣天使们!


医用耗材


01.化学成像医用胶片


X光胶片:由感光乳剂层、片基、保护层、底层(结合层)组成。

片基采用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)聚酯材料,俗称涤纶树脂,是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物。

医用彩色胶片:分为保护层、上层感光乳剂、滤光层、隔层、中下层感光乳剂、结合层、片基、抗光晕静电层。


02.输液器


静脉输液会用到输液器、输液袋(输液瓶)。

其中输液器由静脉针或注射针、针头护帽、输液软管、药液过滤器、流速调节器、滴壶、瓶塞穿刺器、空气过滤器8个部分连接组成,部分输液器还有注射件、加药口等。

输液瓶:聚乙烯或聚丙烯塑料。

输液管:医用无毒透明软聚氯乙烯塑料或高性能聚烯烃热塑弹性体(TPE)材料。

输液袋:三层或五层共挤输液用膜,即三层或五层高分子材料(多为聚丙烯)采用共挤出方式压制成膜,再制成袋。内层为完全无毒的惰性聚合物,化学性稳定,不脱落或降解出异物,通常采用聚丙烯、聚乙烯压制。中层为致密材料,具有优良的水、气阻隔性能,多采用聚丙烯、聚酰胺(PA)。外层主要是提高软袋的机械强度,目前市场上软袋所采用的材料通常有聚丙烯、聚酰胺等。


▲医用输液器

建筑耗材


2020年1月23日武汉市决定建设"小汤山“---火神山医院,1月25日火神山医院建设正式开工,于2月2日完成交付。从策划到完成仅用了10天,中国速度总是能让人惊叹,下面小编给大家介绍建设医院的过程中用到的一些高分子材料!


▲十天建成的火神山医院


地面:HDPE防渗膜


墙体:50mm厚岩棉板


岩棉板(Stone wool board)又称岩棉保温装饰板,是以玄武岩为主要原材料,经高温熔融加工而成的无机纤维板是一种保温、隔燃、吸声材料。

岩棉板是经过高温融熔加工成的人工无机纤维,具有质量轻、导热系数小、吸热、不燃的特点


▲50mm岩棉板


屋面板:玻璃钢复合材料

玻璃钢(FRP)亦称作GFRP,即纤维强化塑料,一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体,以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料,称为玻璃纤维增强塑料,或称为玻璃钢,不同于钢化玻璃。

由于所使用的树脂品种不同,因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之别。质轻而硬,不导电,性能稳定,机械强度高,回收利用少,耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。


▲玻璃钢复合材料


地板:PVC塑胶地板

采用聚氯乙烯及其共聚树脂为主要原料,加入填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等辅料,在片状连续基材上,经涂敷工艺或经压延、挤出或挤压工艺生产而成。


▲PVC塑胶地板


电缆电线


电缆电线由芯线、绝缘皮和保护外皮三部分组成。

芯线:有裸铜线、镀锡线。单支线、绞线。绞后镀锡线。

绝缘皮:PVC、PE、XLPE、聚丙烯PP、氟塑料F,橡胶,纸,云母带 。

保护外皮:PVC、PE、橡胶、铝、钢带。


▲电缆电线


各类管材


建设中还用到以下管材:

PPR(聚丙烯)

PVC(聚氯乙烯)

PB(聚丁烯)

PE-RT(耐热聚乙烯)

PE(聚乙烯)\HDPE(增强高密度聚乙烯)

▲管材




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