細數醫衛防護用品中的“硬核”纖維

郭春花

開欄語：

庚子年始，一場突如其來的疫情打亂了人們正常的生活節奏，一時間，口罩、防護服等醫衛防護用紡織品接連告荒。盡管在國家的統一指揮下，我國口罩產能產量雙雙過億，防護服基本滿足需求，但疫情所反映出的我國防護用纖維材料及制品的短板也引起了行業的關注。

自疫情爆發以來，國家先進功能纖維創新中心（簡稱“創新中心”）就積極投入到應對疫情醫療物資保障的相關科研“抗疫”工作中。日前，創新中心編寫了《醫衛防護纖維材料的國內外產業化現狀及未來發展報告》（簡稱《報告》），梳理了醫衛防護用品中纖維材料發揮的作用、發展現狀和存在問題，系統分析了與國外先進水平的差距，并預測了未來發展方向。為了更好地推動醫衛防護纖維行業的發展，《紡織服裝周刊》與國家先進功能纖維創新中心特開設“戰疫之基·醫用纖維未來走向”系列報道，結合《報告》細數醫衛防護用品中的高新纖維材料，并邀請行業專家和相關企業家解讀醫衛防護纖維的發展進程、存在問題及未來走向。

在抗擊新冠肺炎疫情的過程中，口罩、防護服等醫衛防護紡織品起著不可或缺的作用，可以說是人們生命安全的一道“護身符”，而其中，高新纖維材料占據了基礎與支撐的地位。今天，我們就來細數一下醫衛防護用品中的高新纖維材料。

醫用纖維為“逆行者”保駕護航

隨著現代醫學對纖維材料及其制品的需求和依賴逐步上升，醫用纖維正發展成為一個新興產業。醫用纖維材料及其制品可以用于制造醫療防護材料，如口罩、防護服、醫療器具和器械等，同時還能用作人體器官或肌體組織的替代品。目前，國內產品主要集中在醫用防護紡織品和保健衛生用品方面。

醫用纖維材料按來源可分為天然纖維如棉、麻、絲等和化學合成纖維如聚酯纖維、聚丙烯纖維、聚酰胺纖維等；按性能可分為抗菌纖維、消臭纖維、高吸水性纖維、芳香纖維、遠紅外纖維、防紫外線纖維、負離子纖維、藥物纖維、止血纖維、生物基功能性纖維、防輻射纖維、光導纖維等。

除上述以外，還可以將醫用纖維材料按照使用效能進行分類，大致可分為重復使用型和用即棄型（一次性）兩類。重復使用型防護服主要采用傳統機織布、高密織物、涂層織物及層壓織物等材料制成，其中比較高端的層壓織物是聚四氟乙烯超級防水透濕復合面料，該面料是以聚四氟乙烯為原料，經過膨化拉伸后形成一種具有微孔性的薄膜，后將此薄膜用特殊工藝覆合在織物和基材上，可以過濾包括細菌在內的塵埃顆粒，達到凈化且透氣的效果。

目前，發達國家大多采用聚四氟乙烯復合膜作為隔離層研制的醫用多功能防護服，該防護服具有耐久的防水、拒水、抗菌、抗靜電、阻燃、透濕等物理機械性能，對血液、病毒（液體重或氣體重）在自然條件和壓力條件下都具有很好的阻隔與防粘附功能，阻隔（過濾）效率大于99%。

此外，防護服面料選擇還要考慮成本及廢棄后的環保問題。鑒于此，國際上逐漸采用一次性非織造（無紡布）材料制成的防護服。這種防護服經過進一步的抗菌、抗靜電等處理，手感和性能跟傳統紡織品比較接近，而且價格較低。因此，在醫療領域的隔離衣和防護服中應用較為廣泛。

用即棄性（一次性）防護服主要原料為聚烯烴纖維無紡布。目前，國內用于無紡布生產的三大纖維分別為聚丙烯、聚酯和粘膠纖維，其中聚丙烯所占比例最高，為62%。一般而言，用于生產無紡布的聚丙烯主要指的是高熔融指數聚丙烯纖維材料，近年來，聚丙烯高熔指纖維材料的需求受多重利好因素的影響，被市場看好，生產企業也在積極地開發拓展聚丙烯纖維市場。

20世紀初，醫用口罩由多層棉紗構成，到20世紀中期，市場涌現多種材料構成的防護口罩。如用超細玻璃纖維無紡品制成的一次性輕便口罩面市，可抑制空氣中的致病微生物（如病毒、細菌和真菌），安全系數高且滲透率低，但玻璃纖維使對佩戴者的皮膚有刺激性。到21世紀，已有許多種類纖維（如聚丙烯、聚酯人造絲和纖維素纖維）用于醫用口罩生產，聚丙烯的防護效果最佳，所以被口罩廠商所青睞。

現代醫用口罩通常由內層、過濾層和外層無紡布構成。口罩產業的重要材料是熔噴布，熔噴布主要以聚丙烯為主要原料，聚丙烯空隙多、結構蓬松、抗褶皺能力好，這些具有獨特毛細結構的超細纖維，可增加單位面積上的纖維數量和比表面積，從而使熔噴布具有很好的過濾性、屏蔽性、絕熱性和吸油性，可用于空氣和液體過濾材料、隔離材料、吸納材料、口罩材料、保暖材料、吸油材料及擦拭布等領域。

新型纖維材料貢獻“硬核”力量

新冠肺炎疫情爆發以來，眾多紡織服裝企業轉產、增產口罩和防護服等防疫物資，有力保障了抗疫一線的需求。不僅如此，在相關產品的技術研發上，纖維企業也不遺余力地貢獻著“硬核”力量。

今年3月初，生產口罩的核心原料——熔噴布短缺成為行業關注度較高的話題，很多新型纖維企業開動思路，積極嘗試可替代熔噴布的新材料，并取得了一定成效。

海斯摩爾生物科技有限公司就利用殼聚糖纖維制造的無紡布制作了口罩，不僅能有效起到防護作用，相比普通熔噴布口罩更加吸濕透氣、使用壽命也更長，客戶使用后非常認可。

江西先材納米纖維科技有限公司聯合長春高琦聚酰亞胺材料有限公司，依托在聚酰亞胺材料、納米靜電紡規模化創業路上的多年積累，研發出了聚酰亞胺納米纖維氣凝膠膜產品，有望替代熔噴布進行過濾，適用于多種新型口罩。該產品被列為北京市國家重大疫情科技攻關項目，目前正加大生產力度，滿足抗疫之需。

愉悅家紡貢獻了一項革命性的“硬核”科技——“納纖膜”新材料。利用該材料制作的防護服，既能阻止液態水的通過，又能讓氣態水分子通過，具有透濕、透氣的功能，與聚四氟乙烯膜相比，透氣性增加30%。該材料是用靜電紡絲技術制備的直徑為納米級的高分子纖維膜材料，對細菌、病毒及各種顆粒物的過濾效果遠超傳統產品。目前已經應用于該企業口罩、防護服等醫用產品的生產。

疫情期間，中紡院綠色纖維股份公司僅用19天時間，就利用自主研發的綠纖-衛賽爾生產出了消毒濕巾和口罩。綠纖-衛賽爾作為一種新型綠色環保纖維材料，其特有的物理和化學結構使其具有天然抑菌性，特別適用于醫用防護品的生產。其親膚特性，可以有效解決普通口罩長期佩戴導致的皮膚紅腫問題，用于醫用防護服舒適性更高；同樣，其優良的吸濕性能尤其適用于消毒濕巾的開發。

此外，近年來，我國纖維企業對多種纖維材料進行了基礎研究并應用到醫衛產品中，如醫用海藻纖維、殼聚糖纖維、聚乳酸纖維、Lyocell纖維等。其中醫用海藻纖維經提取加工后，不僅可用于傷口繃帶和創可貼生產，還可作為治療傷口藥物的載體進行抗菌纖維的制備研究；殼聚糖纖維可用作可吸收縫合線、人工皮膚及傷口包覆材料；來源于植物（如玉米）的聚乳酸纖維可應用于醫用縫合線、外科手術植入材料、人工血管及用即棄產品如尿布中；英國Courtaulds公司將Lyocell纖維進行化學改性，開發了一種名為Hydrocel的纖維，可代替海藻酸鈣，用于治療慢性傷口如潰瘍、燒傷等的高級繃帶。

纖維是當今人類發現的最重要材料之一，纖維的“進化”亦是人類與自然環境相適應、抗爭的過程。正如中國科學院院士、纖維材料改性國家重點實驗室主任朱美芳所說，用各類高科技手法制成的新型纖維，天生不愛“循規蹈矩”，勇于挑戰厚度、抗菌能力、耐火耐熱性等各種性能和功能極限，這意味著未來纖維將把生活中越來越多的“不可能”變為現實。