新型纳米吸水材料夹层布在调温领域的应用

罗惠玲

(增城区朱村街社区卫生服务中心门诊部，广东 增城 511300)



·临床实践·

新型纳米吸水材料夹层布在调温领域的应用

罗惠玲*

(增城区朱村街社区卫生服务中心门诊部，广东 增城 511300)

目的:探讨新型纳米吸水材料夹层布在调温领域的应用价值。方法：将用纳米吸水材料夹层布制备而成的理疗袋(实验组)与传统凝胶材料理疗袋(对照组)进行冷热应用比较，检验两组理疗袋在特定环境下的升、降温效果，同时对比两种用品在生产、制备、运输等方面的优缺点。结果：实验组理疗袋在降温5 min内散热较对照组快(P<0.05)，而升温效果与对照组比较，差异无统计学意义(P>0.05)；实验组用品备用时重量为对照组的1/10;制备过程中，实验组可被裁剪拼接成任意形状结构的产品,对照组需经模具塑形加压后才能制成单一产品；实验组与对照组的生产成本比例为2∶10。结论：新型纳米吸水材料夹层布制备的调温用品具有性价比高、制作方便、重量轻、体积小而轻等特点，可解决传统调温用品原材料制作局限化、功能单一化、运输贮存处理成本高等问题。

调温；吸水夹层布；研制

随着现代应用科学的迅速发展，各学科对调温用品的需求越来越广泛。目前在市面上流通用于调节人体和物体表面温度的用品有很多，简单举例如热水袋、理疗袋等。早在2007年，本组设计了一款“组合式医用降温帽”已获得国家实用新型专利产品[1]，为了让该产品尽快实现科研成果转化，本组在确定调温传导介质时创新设计了一种能锁住水分子，并且能够达到吸放冷热能的纳米吸水材料夹层布。为进一步确定该新型调温用品传导介质的应用效果，本研究选用传统的凝胶理疗袋，与用纳米吸水材料夹层布制备而成的新型理疗袋进行实验性研究，对比两组在调节温度升降方面的应用效果，以及在应用过程中可能涉及的原材料存在形式、制备过程、功能特性、存储流通等方面的优缺点。现将研究结果汇报如下：

1 材料与方法

1.1 纳米吸水材料夹层布的制作

制作该夹层布需要的材料包括纳米吸水材料、吸附布料以及无纺布(多层)。其中：纳米吸水材料为高分子吸水树脂[2]由山东华迪新型材料有限公司济南华迪工贸有限公司生产，规格为吸水量g/g≥450的白色无定形颗粒。据马承银[3]报道，蓄冷用吸水树脂是一种新兴的功能性高分子吸水材料， 具有良好的吸水保持性能和凝胶强度， 能够有效地延长低温冷冻时间， 避免融化水渗漏。吸附布料选用的是表面有棉丝状突起的弹力纤维，这种材料本身透水不吸水，布料表面有许多突起棉絮卷，这些絮卷互相缠绕、交错形成众多微小空隙，可有效吸附并固定粉状物或晶体细粒。制作时,首先将小分子纳米吸水材料用用喷壶均匀地喷洒在弹力纤维上；接着将制备好的吸附布料，夹在双层透水不吸水的无纺布中间；最后将上述三层压实，用直线或曲线形的分隔线对上述布料进行缝合并分隔制成。见图1。

1.2 纳米吸水材料夹层布理疗袋的制备

为减少本研究两组实验物品的差异性，本组用上述夹层布剪裁拼接了一个与对照组凝胶理疗袋的样式大小一致的新型理疗袋，作为实验组用品。对照组则选用了白云山制药厂出品的白云山牌理疗袋。

1.3 观察指标

1.3.1 升温对比实验 先将样式、大小、重量均相同的两种理疗袋，放入100 ℃的水中或微波炉中加热30 min，使2组理疗袋的内容物吸热一致并达到100 ℃。取2个已装入500 mL水温为30 ℃水的加盖水槽，下置泡沫棉，将升温后的理疗袋平辅其间进行升温实验。实验人员每隔2 min用手翻转揉搓理疗袋，使理疗袋内容物充分互通，防止局部散热不匀面而影响检测结果。整个实验过程，实验人员严格监控水槽内温度变化，1 h后对比两组理疗袋的升温效果。

注：1:纳米吸水材料夹层布;2:上层布料;3:下层布料;4:吸附布料;5:纳米吸水材料;6:曲线或直线形分隔线;7:相汇通的分格槽。

图1 调温用纳米吸水材料夹层布的示意图

1.3.2 降温对比实验 将2组理疗袋降温至5 ℃，后分别置入2个水温为40 ℃的加盖水槽内。理疗袋与非水槽接触面间置放泡沫棉以减少散热。实验人员每隔2 min用手翻转揉搓理疗袋，使理疗袋内容物充分互通并测量水槽内水温变化，1 h后对比两组物品的降温效果。

1.3.3 其他应用效果比较 根据用品的制备过程及特有性能，对比观察两种用品的原材料存在形式、重量、制备过程、产品的形成特点、生产成本等方面的应用效果。

1.4 统计学方法

2 结 果

2.1 升温对比实验结果

实验组与对照组升温过程中，实验组在5 min升温效果高于对照组(P<0.05)，其他各时相点的温度变化差异无统计学意义(P>0.05)。两种理疗袋的升温过程到达最高点后就开始逐渐下移，即由升温过程转向散热过程，散热到升温物与接触物温度相差10 ℃左右时，其热量交换过程基本趋于慢而平稳状态。见表1。

表1 两组用品三次升温实验效果实验(℃，±s)

注：与对照组比较，*P<0.05。

2.2 降温对比实验结果

实验组与对照组在降温过程中，其他各时相点的温度下降变化基本一致，组间比较，差异无统计学意义(P>0.05)。与升温过程相类似，当降温物与接触物间的温差10 ℃，其热量交换过程基本趋于慢而平稳状态。见表2。

表2 两组用品降温效果实验(℃，±s)

2.3 其他应用比较

2.3.1 凝胶理疗袋较重 从两种理疗袋的原材料存在形式来看，凝胶理疗袋传导物质为较重的胶冻状，而纳米吸水理疗袋的内容物则是内含高分子吸水复合物，该物质干燥备用时呈粉晶状。从本研究用作实验的两样本来看，用纳米吸水布制成的成人型理疗袋重量为48 g，PVC作外包裹制成的凝胶理疗袋重472 g，其重量比约为1∶10。

2.3.2 加工制备过程比较 凝胶理疗袋加工时需通过模具定型，再用热压的形式将PVC包裹压实密封制作成品，而纳米吸水理疗袋只需将特制的夹层布经过裁剪后拼接制成，其制作方法简便易行，需要生产设施设备简单而低廉。

2.3.3 生产成本比较 按照目前的市场价格计算，生产一个凝胶理疗袋(含生产原材料、生产机器投放、加工费用等在内)约需10元左右的生产成本，而生产一个纳米吸水理疗袋约需2元成本，实验组与对照组两者的比例是2∶10。

2.3.4 贮存运输成本比较 由于纳米吸水理疗袋干燥备用时具有重量轻，可随意折叠等特点，故在产品的贮存运输过程中，其流通成本远低于重而不耐压的凝胶理疗袋。

3 讨 论

本研究结果表明，实验组理疗袋放入热水中5min内升温速度较对照组快,而升温效果较对照组无明显差异，说明新型理疗袋能达到很好的调温作用[4-5]。传统调温用品在制备时需要投放较为复杂的硬件设施，且生产、运输、贮存、流通成本高昂。而本研究制备的调温用品却具有生产简便易行、生产成本低廉、流通成本低等特点，可以更大地满足人们在调温领域的各种需求，具有较好的应用前景。

[1] 罗惠玲.组合式医用降温帽的制作与使用[J].护理学报，2009，16(13):78-79.

[2] 冯立品， 周孟颖，张奋奋.高分子吸水树脂作为蓄冷材料的性能研究[J].中国个体防护设备，2012, 40(7):8-10.

[3] 马承银. 高吸水性树脂在蓄冷材料中的应用研究[J].塑料开发,2000,4(26):1437-1439.

[4] 袁丽华，唐霞珠，朱海萍.系列实用冷敷袋应用于高热患者的临床效果观察[J].实用临床医学，2010，11(5):94-95.

[5] 张 扬 ，于凌燕 ，李春花.自制冰帽降温效果观察[J].现代临床护理,2012,11(6):87-88.

(本文编辑:郑 颖)

Application of new nano-absorbent sandwiched cloth for temperature control

LuoHuiling*

(OutpatientDepartment，ZhucunStreetCommunityHealthServiceCenterofZengchengDistrict,Guangzhou,Guangdong511300,China)

*Correspondingauthor:Email:354310339@qq.com

Objective:To investigate the application value of the new nano-absorbent sandwiched cloth in the field of temperature control. Methods: The cold and hot applications of the physiotherapeutic bags prepared by nano-absorbent sandwiched cloth(study group) and gel material (control group) were compared. The heating and cooling effects of the two groups of physiotherapeutic bags in certain circumstances were determined. The advantages and disadvantages between the two groups of physiotherapeutic bags in the production, preparation and transportation were compared. Results: The therapy bag had lower temperature in the study group than in the control group within 10 min((P<0.05)).While, there were no significant differences in releasing the cold energy and heat energy between the study group and the control group(P>0.05). The weight of the study group was 1/10 of the control group at the standby state. During the preparation process, the study group can be cut and spliced into any shape and structure of the product, whereas the control group could be made into a single product after mould shaping and pressing. The proportion of production cost between the study group and the control group was 2∶10. Conclusion: The product prepared by new nano-absorbent sandwiched cloth for temperature control is cost-effective and easy to manufacture, with light weight and small size. It can solve the limited production of raw material, single function and high cost of transportation and storage of the conventional products for temperature control.

temperature control; absorbent sandwiched cloth; preparation

10.3969/j.issn.1008-1836.2016.03.032

广东省医学科学技术研究基金资助项目(B2008157)；广州市医药卫生科技项目(2007-YB-201)

R614

A

2095-9664(2016)03-0109-03

2016-02-15)

*通讯作者：Email：354310339@qq.com