一種改性高彈尼龍壓瘡坐墊特性測試分析及應用

摘要：針對傳統尼龍材料韌性差的問題，提出一種改性高彈尼龍材料的制備，并以該材料為原料制作老年壓瘡坐墊，預防老年壓瘡的產生。試驗結果表明，使用分子量為931的四乙烯五胺（TEPAF）為原料，在熱塑性彈性體乙烯-辛烯共聚物（POE）∶氧化石墨烯（GO）=1∶0.6條件下制作的相容劑可使MAPOE在尼龍基體內分散良好，不出現明顯分容現象。此時制備的改性高彈尼龍彎曲強度、壓縮強度和拉伸強度分別為117、124和88 MPa，韌性得到明顯改善。以該改性高彈尼龍制作的壓瘡坐墊護理重癥老人，在降低壓瘡發生率方面具有一定的應用價值。

關鍵詞：高彈尼龍；老年壓瘡；相容劑；增容效果

中圖分類號：TQ342+.1文獻標志碼：A文章編號：1001-5922（2025）01-0082-04

Analysis and application of a modified high elastic nylon pressure ulcer seat cushion

XU Huixuan，ZHANG Na，LI Guoqing，LIU Zishuang，FENG Jing，LIU Shuo

（Elderly Rehabilitation Center，Beijing Rehabilitation Hospital of Capital Medical University，Beijing 100144，China）

Abstract：Aiming at the problem of poor toughness of traditional nylon materials，a modified high elastic nylon ma?terial was proposed for preparation，and this material was used as the raw material to make elderly pressure ulcer seat cushions to prevent the occurrence of elderly pressure ulcers.The experimental results showed that the compati?bilizer made under the condition of thermoplastic elastomer ethylene-octene copolymer（POE）∶graphene oxide（GO）=1∶0.6 using tetraethylenepentamine（TEPAF）with molecular weight 931 as raw material could make MA?POE disperse well in the nylon matrix without obvious volume separation.At this time，the flexural strength，com?pressive strength and tensile strength of the modified high-elastic nylon were 117，124 and 88 MPa，respectively，and the toughness was significantly improved.The pressure ulcer cushion made of modified high-elastic nylon has certain application value in reducing the incidence of pressure ulcers in the nursing of the critically ill elderly.

Key words：high elastic nylon；elderly pressure ulcers；compatibilizer；capacity increase effect

關于老人壓瘡護理治療的研究有很多，如研究了不同敷料在老年壓瘡患者護理中的應用效果[1]。使用院內制劑復方紫草燒傷油加碘伏聯合壓瘡護理對老年壓瘡進行治療[2]。通過負壓封閉引流技術（VSD）聯合系統性濕性療法對Ⅳ期壓瘡患者進行治療[3]。為了更好的預防老年壓瘡的發生，試驗以文獻[4]為參考，制備了一種高彈尼龍，并以該材料為原料制作壓瘡坐墊，并對其壓瘡預防效果進行研究。

1試驗部分

1.1材料與設備

主要材料：濃硫酸（AR，瑞承化工）；石墨（AR，嘉碩建材）；硝酸鈉（AR，鑫弘瑞化工）；高錳酸鉀（AR，宸鴻生物技術）；雙氧水（AR，慧澤生化科技）；2，3-環氧丙基三甲基氯化銨（GTA）（AR，津盛泰化工）；四乙烯五胺（TEPA）（AR，鴻狀化工科技）；甲醛（AR，金聚旺化工）；二甲苯（AR，澤盛化工）；馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（MAPOE）（AR，啟航化工科技）；甲苯-2，4-二異氰酸酯（TDI）（AR，普萊華化工）；己內酰胺（AR，茂發化工）。

主要設備：WAW-C型試驗機（中正試驗機）；ZB-901C型沖擊試驗機（正瑞泰邦電子科技）；SS-150型掃描電子顯微鏡（善時儀器）；JB-STA-1200型同步熱分析儀（久濱儀器）；CJ1型磁力攪拌機（正瑞泰邦電子科技）；BLH-S2型恒溫水浴鍋（標隆儀器）。

1.2試驗方法

1.2.1相容劑的制備

（1）按照一定配比在燒杯中依次放入濃硫酸和硝酸鈉，在冰鹽浴的條件下磁力攪拌使其完全反應，攪拌時間為1 d；

（2）反應結束后取出燒杯放入水浴鍋中，加入高錳酸鉀后緩慢升溫攪拌至溶液變得粘稠。加入蒸餾水后繼續升溫攪拌，保溫45 min后，取出燒杯；

（3）緩慢滴加雙氧水至溶液不變色，放入足量去離子水靜置分層，取上層溶液得到改性氧化石墨烯水溶液（GO）；

（4）將一定量GTA放入GO水溶液中，再超聲分散至析出淺棕色絮體，靜置使其充分沉淀，離心取出沉淀物后用去離子水清洗至中性，放入真空干燥箱內烘干，得到GO-GTA；

（5）在連接有攪拌裝置的四口瓶內放入四乙烯五胺，在攪拌條件下緩慢滴加甲醛水溶液，在25℃條件下反應至溶液變粘稠。將溫度提升至165℃后進行回流反應，反應時間為180 min。反應結束后將溫度降低至85℃，減壓脫水后得到多乙烯多胺（TEPAF）；

（6）在二甲苯中依次放入MAPOE和TEPAF，在磁力攪拌的作用下升溫反應，反應溫度和時間分別為120℃和4.5 h。通過乙醇水溶液洗去多余的TE?PAF，抽濾后得到POE-TEPAF；

（7）在三口燒瓶中依次放入二甲苯和POE-TE?PAF，提升溫度至80℃后，繼續放入GO-GTA和少量四丁基溴化銨，攪拌回流使其充分反應，反應時間為240 min。反應結束后抽濾干燥并研磨，得到目標相容劑POE/TEPAF/GO。

1.2.2改性高彈尼龍的制備

（1）將100 g己內酰胺放入三口燒瓶中，加熱使己內酰胺完全熔融，然后放入4 g相容劑POE/TEPAF/GO和分散相MAPOE，在加熱條件下超聲分散，分散溫度和時間分別為75℃和1 h；

（2）減壓蒸餾后提升反應溫度至120℃，放入氫氧化鈉，繼續升溫至138℃后，放入TDI，混合均勻后澆筑至提前預熱的模具中。自然冷卻后脫模，得到改性高彈尼龍。

1.3性能測試

1.3.1力學性能分析

拉伸性能：參照GB/T 1040—1992《塑料拉伸性能試驗方法》通過試驗機對材料拉伸性能進行測試[5]；

彎曲性能：參照GB/T 9341—2008《塑料彎曲性能的測定》通過萬能試驗機對材料彎曲性能進行測試[6]；

壓縮性能：參照GB/T 1041—2008《塑料壓縮性能的測定》通過萬能試驗機對材料壓縮性能進行測試[7]；

沖擊性能：參照GB/T 1843—2008《塑料懸臂梁沖擊強度的測定》通過沖擊試驗機對材料沖擊性能進行測試[8]。

1.3.2微觀結構

通過掃描電子顯微鏡對材料微觀結構進行觀察。

1.3.3熱性能分析

通過同步熱分析儀對材料熱性能進行分析。

2結果與討論

2.1相容劑制備條件優化

2.1.1多乙烯多胺（TEPAF）分子量優化

甲醛縮多乙烯多胺（TEPAF）分子量對改性尼龍力學性能的影響見表1。

由表1可知，隨TEPAF分子量的增加，改性尼龍材料的缺口沖擊強度也明顯增加，但拉伸強度則表現出先上升后下降的趨勢。當TEPAF分子量為931時，改性尼龍的綜合力學性能最佳，此時材料的缺口沖擊強度約有5.15 kJ/m2，拉伸強度約為85.7 MPa。但高TEPAF分子量會對改性尼龍基體的結晶程度產生影響，材料變得“脆性”，因此材料拉伸強度明顯下降[9-10]。綜合考慮，選擇適合的TEPAF分子量為931。

2.1.2 GO含量優化

GO含量對改性尼龍力學性能的影響見圖1。

由圖1可觀察到，隨GO含量的增加，改性尼龍的缺口沖擊強度和拉伸強度均表現出先增加，后緩慢降低的變化趨勢。當POE∶GO=1∶0.6時，改性尼龍綜合性能最佳，此時材料缺口沖擊強度約為5.25 kJ/m2，拉伸強度約為85 MPa。這是因為適量的GO可以有效提升相容劑的極性，其較大的比表面積降低了改性尼龍材料的界面張力，進而對相容劑的相容效果產生了優化作用[11-12]。

2.2相容劑作用分析

以MAPOE為分散相，以尼龍為基體進行共混，觀察相容劑對共混體系的影響，結果見表2。

由表2可知，在不添加相容劑的條件下，MAPOE無法與尼龍預聚體一起注入模具中，這是受到極性間巨大差異的影響。添加相容劑后，混合材料成片均勻，不出現無法相容部分，MAPOE在尼龍基體內分散良好。

2.3改性高彈尼龍性能分析

2.3.1熱性能分析

通過TGA曲線對改性高彈尼龍的熱性能進行分析，結果見圖2。

由圖2可知。改性高彈尼龍質量損失5%時的溫度和最大質量損失率時溫度分別達到了293℃和348℃，明顯高于純尼龍材料。說明在相容劑的作用下，MAPOE和尼龍很好的相容，熱性能得到了很好的提升。這是因為相容劑中GO與尼龍基體間存在較大的相互作用，對尼龍分子的活動產生了很大的限制[15]。

2.3.2力學性能分析

分別對純尼龍材料和改性高彈尼龍的力學性能進行分析，結果見表3。

由表3可知，經過改性后的高彈尼龍材料各個力學性能均明顯高于純尼龍材料。因為相容劑內的GO本身具備高強度和高模量的特性，進入體系后，對材料性能有一定提升[16]。另外，相容劑進入共混體系后，MAPOE分散相與尼龍基體的相容性增加，在受外力作用時，分散相可吸收大量能量，使得材料力學性能明顯增強。

2.4臨床護理應用效果

2.4.1應用對象

選擇2021～2023年入院的80例老年重癥患者，年齡區間為60～80歲。納入原則為，患者均為重癥患者，視聽說功能正常，臨床資料完整。患者及家人均知曉本次試驗內容，愿意配合相關治療及護理，并簽署同意書。排除標準，患者存在意識障礙，溝通障礙等；患者存在皮膚過敏史或皮膚潰爛的情況。

2.4.2應用方法

將患者平均分為試驗組和對照組，每組40人。試驗組使用改性高彈尼龍坐墊，對照組使用普通棉質坐墊。除坐墊差異外，所有患者護理方式均相同。具體為每隔2 h幫助患者轉換一次體位；每日給予2次皮膚清潔護理，并適度涂抹潤膚露。每天對患者受壓部位皮膚進行按摩；對皮膚有損部位進行藥物治療；固定時間對患者貼身衣物及壓瘡坐墊進行更換，確保患者舒適度，護理時間為3個月。

2.4.3觀察指標

以壓瘡發生情況作為指標對壓瘡坐墊的應用效果進行評價。無壓瘡：皮膚狀態良好，無破損無紅斑，不出現疼痛。一級壓瘡：皮膚無破皮現象，局部有紅斑產生，伴隨輕微瘙癢和疼痛[17]。二級壓瘡：皮膚表面有水泡，輕微損傷，伴隨有疼痛[18]。三級壓瘡：皮膚出現明顯損傷，肉眼可見皮下脂肪[19]。四級壓瘡：皮膚出現大面積潰爛，散發惡臭，出現較多膿水[20]。

2.4.4效果分析

2組壓瘡發生情況見表4。

由表4可知，試驗組只有1例發生一級壓瘡，壓瘡發生率僅為2.5%。而對照組有5例發生一級壓瘡，3例發生二級壓瘡，壓瘡發生率為20%。這說明試驗所制備改性高彈尼龍能有效預防老年壓瘡的產生，在降低壓瘡發生率方面具有一定的應用價值。

3結語

（1）使用分子量為931的TEPAF為原料，在POE∶GO=1∶0.6條件下制作的相容劑可有效降低尼龍材料的界面張力；

（2）經過相容劑作用的改性高彈尼龍斷面粗糙，體系中不存在明顯的團聚和不相容部分，斷裂方式由原來的脆性斷裂變為韌性斷裂；

（3）在受外力作用時，改性高彈尼龍中的MAPOE分散相可有效吸收沖擊能量，增強材料的力學性能；

（4）以改性高彈尼龍為材料制作的壓瘡坐墊護理的重癥老人，壓瘡發生率僅為2.5%，在降低壓瘡發生率方面具有一定的應用價值。

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（責任編輯：蘇幔，平海）