防护服—透湿透气膜材料种类介绍

防护服—透湿透气膜材料种类介绍

在这场全球疫情攻坚战期间，防疫物资在短期内还是处于紧缺的状态，除了口罩、呼吸机、就连防护服最近也缺口较大，据意大利《晚邮报》报道称阿玛尼(Armani)的一家工厂已经开始生产一次性医用防护服。

防护服不仅要保证医务人员可以有效的隔离病毒，也要保证医务人员在长时间穿着过程中具有一定的舒适性。而防护服的舒适性就要从防护服的面料设计上考虑，目前主流的防护服面料是采用SFS（纺粘|微多孔薄膜|纺粘）三层透气防水面料组成。透气（湿）性较差的防护服在医护人员在穿着防护服后会很闷，长时间工作后浑身湿热，纺粘无纺布的作用主要是增强拉力和静水压及保护中间层（透气膜），真正透气的结构在于高分子透气膜。

防护服透气膜分类

据了解，在防护服需求极大情况下，防护服透气膜原料供货紧缺。下面我们就来看看被称为防护服C位材料的透气膜。根据透气类型可分为微孔疏水和无孔亲水两类；原料的不同，透气膜可分为PE透气膜、TPU透气膜、PTFE透气膜、PTEE透气膜等；

透气膜

（一)微孔透气膜

微孔透气膜作为隔水膜使用，主要是通过无数通道，利用气体和液体大小的区别设计孔径的大小，一般孔径为0.01~10μm，该孔径液体无法穿透，对液体有阻隔效果，因为薄膜中存在的许多通路，薄膜的隔水性取决于透气膜的孔隙大小和通路长度。目前常用的主要材料有聚乙烯微孔膜、PTFE、PU微多孔膜（是较早的透气微孔膜），其中PE膜成本较低，PTFE成本较高。

有孔防水透气材料原理示意图

1.PE/PP透气膜

PE/PP聚烯烃类透气膜是指通过在树脂载体中，添加50%左右的特种碳酸钙进行共混，经过挤出成膜，在一定条件下进行拉伸，拉伸时聚乙烯与碳酸钙颗粒之间发生界面剥离，在碳酸钙周围就形成相互连通的孔隙或通道，从而使其具有一定的透气（湿）性。

在国内PE载体的透气膜较为常见，主要用于一次性医用防护服，例如金发科技、常州盖亚、广州合诚、海德塑业、厦门鑫万彩、佛塑科技等都是供应防护服的PE透气膜粒子厂家；此外，最近河南科高利用研发电池隔膜技术，按照医用一次性防护服的功能要求，开发出了聚丙烯纳米微孔复合膜新材料，透气量为每平方米每天8000克。

2.PTFE透气膜

PTFE透气膜是目前的一种新型防水透气材料，PTFE微孔薄膜由高分子量PTFE分散树脂经与润滑剂混合，挤出成型的棒、带，在熔点以下的温度拉伸、热定型后，形成柔韧光滑的微孔薄膜。在挤出过程中，由于受剪切力作用，相邻的聚四氟乙烯球形颗粒受力挤出短纤维而发生交联，形成网状结构，但是PTFE树脂颗粒兵没有受到破坏。PTFE薄膜的孔径在拉伸比例的控制下，可以达到100~500纳米之间，孔隙率达85％以上。

微孔的大小只有最小水滴的万分之一，但是它们比单位水分子的体积大700倍左右。因此，PTFE微孔膜可以在防水的同时，让汗气直接穿过薄膜微孔排到外界；除了防水透气功能，PTFE微孔膜还具有卓越的耐温性，在300℃---100℃之间能够保持稳定的物理性能；在强酸、强碱等腐蚀性极强的溶液中长时间浸泡能保持极其稳定的化学性能。此外，聚四氟乙烯微孔膜复合面料还可替代熔喷布制作口罩，过滤效率达到KN95级别以上。

（二)无孔透气膜

TPU、TPEE无孔透气（湿）薄膜通过亲水基的亲水吸湿的原理，将水汽从浓度、压力高的一方传导至另一方，蒸发风干。这种过高分子载体的运输-传导-挥发，和水分子进入细胞的原理大致类似，其前提条件是浓度差或者压力差。

1.TPEE透气膜

TPEE热塑性聚酯弹性体是一种酯系嵌段高分子，通过熔融后，经过吹塑或流延可以制备出TPEE无孔透气薄膜。TPEE是利用线性的聚酯材料以及聚醚材料通过缩聚技术制备而成的线性分子链，是一种晶态网络结构，在熔融时能够重新恢复成线性分子结构，由于聚酯和聚醚材料具有一定的亲水能力，同时对二氧化碳、氧气等具有亲和能力，因此TPEE具有优越的透气透湿性。

2.TPU透气膜

TPU是一种低聚物多元醇软链段与二异氰酸酯-扩链剂硬链段构成的线型嵌段共聚物。将聚醚TPU与SiO２添加剂,采用熔融共混塑化，从机头通过狭缝型模口挤出，熔融后经过压延、留延、吹膜、涂覆等特殊工艺制备出无孔、厚度均匀的无孔透气TPU薄膜。TPU薄膜，其中吹膜法和流延法较为常见，国内以流延法加工居多，吹塑加工的极少。

从下表可以看出，TPU薄膜可以有效的的阻隔直径在0.3nm左右的CH４ 、N２气体，因此TPU薄膜可以有效阻隔细菌（１~１０μm）和病毒（２０~２００nm）.此外,CO２ 可以很好的透过TPU 薄膜,表明了极性膜的特点。

此外TPU还可用作防护服的密封胶条，缝制防护服时使用TPU密封胶条，直接通过热压密封机将胶条与防护服面料热压贴合，这种贴合效率高，而且密封防水阻隔等级高。

TPU、TPEE无孔薄膜利用高分子材料的软段亲水基团实现透气性，具有极好的透湿透气效果，使用这种透气膜制作的防护服医护人员穿在身上时蒸汽能够很容易散发，而且由于没有孔隙，对于病毒渗透风险也能大大降低。