细数医卫防护用品中的“硬核”纤维

郭春花

开栏语：

庚子年始，一场突如其来的疫情打乱了人们正常的生活节奏，一时间，口罩、防护服等医卫防护用纺织品接连告荒。尽管在国家的统一指挥下，我国口罩产能产量双双过亿，防护服基本满足需求，但疫情所反映出的我国防护用纤维材料及制品的短板也引起了行业的关注。

自疫情爆發以来，国家先进功能纤维创新中心（简称“创新中心”）就积极投入到应对疫情医疗物资保障的相关科研“抗疫”工作中。日前，创新中心编写了《医卫防护纤维材料的国内外产业化现状及未来发展报告》（简称《报告》），梳理了医卫防护用品中纤维材料发挥的作用、发展现状和存在问题，系统分析了与国外先进水平的差距，并预测了未来发展方向。为了更好地推动医卫防护纤维行业的发展，《纺织服装周刊》与国家先进功能纤维创新中心特开设“战疫之基·医用纤维未来走向”系列报道，结合《报告》细数医卫防护用品中的高新纤维材料，并邀请行业专家和相关企业家解读医卫防护纤维的发展进程、存在问题及未来走向。

在抗击新冠肺炎疫情的过程中，口罩、防护服等医卫防护纺织品起着不可或缺的作用，可以说是人们生命安全的一道“护身符”，而其中，高新纤维材料占据了基础与支撑的地位。今天，我们就来细数一下医卫防护用品中的高新纤维材料。

医用纤维为“逆行者”保驾护航

随着现代医学对纤维材料及其制品的需求和依赖逐步上升，医用纤维正发展成为一个新兴产业。医用纤维材料及其制品可以用于制造医疗防护材料，如口罩、防护服、医疗器具和器械等，同时还能用作人体器官或肌体组织的替代品。目前，国内产品主要集中在医用防护纺织品和保健卫生用品方面。

医用纤维材料按来源可分为天然纤维如棉、麻、丝等和化学合成纤维如聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚酰胺纤维等；按性能可分为抗菌纤维、消臭纤维、高吸水性纤维、芳香纤维、远红外纤维、防紫外线纤维、负离子纤维、药物纤维、止血纤维、生物基功能性纤维、防辐射纤维、光导纤维等。

除上述以外，还可以将医用纤维材料按照使用效能进行分类，大致可分为重复使用型和用即弃型（一次性）两类。重复使用型防护服主要采用传统机织布、高密织物、涂层织物及层压织物等材料制成，其中比较高端的层压织物是聚四氟乙烯超级防水透湿复合面料，该面料是以聚四氟乙烯为原料，经过膨化拉伸后形成一种具有微孔性的薄膜，后将此薄膜用特殊工艺覆合在织物和基材上，可以过滤包括细菌在内的尘埃颗粒，达到净化且透气的效果。

目前，发达国家大多采用聚四氟乙烯复合膜作为隔离层研制的医用多功能防护服，该防护服具有耐久的防水、拒水、抗菌、抗静电、阻燃、透湿等物理机械性能，对血液、病毒（液体重或气体重）在自然条件和压力条件下都具有很好的阻隔与防粘附功能，阻隔（过滤）效率大于99%。

此外，防护服面料选择还要考虑成本及废弃后的环保问题。鉴于此，国际上逐渐采用一次性非织造（无纺布）材料制成的防护服。这种防护服经过进一步的抗菌、抗静电等处理，手感和性能跟传统纺织品比较接近，而且价格较低。因此，在医疗领域的隔离衣和防护服中应用较为广泛。

用即弃性（一次性）防护服主要原料为聚烯烃纤维无纺布。目前，国内用于无纺布生产的三大纤维分别为聚丙烯、聚酯和粘胶纤维，其中聚丙烯所占比例最高，为62%。一般而言，用于生产无纺布的聚丙烯主要指的是高熔融指数聚丙烯纤维材料，近年来，聚丙烯高熔指纤维材料的需求受多重利好因素的影响，被市场看好，生产企业也在积极地开发拓展聚丙烯纤维市场。

20世纪初，医用口罩由多层棉纱构成，到20世纪中期，市场涌现多种材料构成的防护口罩。如用超细玻璃纤维无纺品制成的一次性轻便口罩面市，可抑制空气中的致病微生物（如病毒、细菌和真菌），安全系数高且渗透率低，但玻璃纤维使对佩戴者的皮肤有刺激性。到21世纪，已有许多种类纤维（如聚丙烯、聚酯人造丝和纤维素纤维）用于医用口罩生产，聚丙烯的防护效果最佳，所以被口罩厂商所青睐。

现代医用口罩通常由内层、过滤层和外层无纺布构成。口罩产业的重要材料是熔喷布，熔喷布主要以聚丙烯为主要原料，聚丙烯空隙多、结构蓬松、抗褶皱能力好，这些具有独特毛细结构的超细纤维，可增加单位面积上的纤维数量和比表面积，从而使熔喷布具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性，可用于空气和液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、口罩材料、保暖材料、吸油材料及擦拭布等领域。

新型纤维材料贡献“硬核”力量

新冠肺炎疫情爆发以来，众多纺织服装企业转产、增产口罩和防护服等防疫物资，有力保障了抗疫一线的需求。不仅如此，在相关产品的技术研发上，纤维企业也不遗余力地贡献着“硬核”力量。

今年3月初，生产口罩的核心原料——熔喷布短缺成为行业关注度较高的话题，很多新型纤维企业开动思路，积极尝试可替代熔喷布的新材料，并取得了一定成效。

海斯摩尔生物科技有限公司就利用壳聚糖纤维制造的无纺布制作了口罩，不仅能有效起到防护作用，相比普通熔喷布口罩更加吸湿透气、使用寿命也更长，客户使用后非常认可。

江西先材纳米纤维科技有限公司联合长春高琦聚酰亚胺材料有限公司，依托在聚酰亚胺材料、纳米静电纺规模化创业路上的多年积累，研发出了聚酰亚胺纳米纤维气凝胶膜产品，有望替代熔喷布进行过滤，适用于多种新型口罩。该产品被列为北京市国家重大疫情科技攻关项目，目前正加大生产力度，满足抗疫之需。

愉悦家纺贡献了一项革命性的“硬核”科技——“纳纤膜”新材料。利用该材料制作的防护服，既能阻止液态水的通过，又能让气态水分子通过，具有透湿、透气的功能，与聚四氟乙烯膜相比，透气性增加30%。该材料是用静电纺丝技术制备的直径为纳米级的高分子纤维膜材料，对细菌、病毒及各种颗粒物的过滤效果远超传统产品。目前已经应用于该企业口罩、防护服等医用产品的生产。

疫情期间，中纺院绿色纤维股份公司仅用19天时间，就利用自主研发的绿纤-卫赛尔生产出了消毒湿巾和口罩。绿纤-卫赛尔作为一种新型绿色环保纤维材料，其特有的物理和化学结构使其具有天然抑菌性，特别适用于医用防护品的生产。其亲肤特性，可以有效解决普通口罩长期佩戴导致的皮肤红肿问题，用于医用防护服舒适性更高；同样，其优良的吸湿性能尤其适用于消毒湿巾的开发。

此外，近年来，我国纤维企业对多种纤维材料进行了基础研究并应用到医卫产品中，如医用海藻纤维、壳聚糖纤维、聚乳酸纤维、Lyocell纤维等。其中医用海藻纤维经提取加工后，不仅可用于伤口绷带和创可贴生产，还可作为治疗伤口药物的载体进行抗菌纤维的制备研究；壳聚糖纤维可用作可吸收缝合线、人工皮肤及伤口包覆材料；来源于植物（如玉米）的聚乳酸纤维可应用于医用缝合线、外科手术植入材料、人工血管及用即弃产品如尿布中；英国Courtaulds公司将Lyocell纤维进行化学改性，开发了一种名为Hydrocel的纤维，可代替海藻酸钙，用于治疗慢性伤口如溃疡、烧伤等的高级绷带。

纤维是当今人类发现的最重要材料之一，纤维的“进化”亦是人类与自然环境相适应、抗争的过程。正如中国科学院院士、纤维材料改性国家重点实验室主任朱美芳所说，用各类高科技手法制成的新型纤维，天生不爱“循规蹈矩”，勇于挑战厚度、抗菌能力、耐火耐热性等各种性能和功能极限，这意味着未来纤维将把生活中越来越多的“不可能”变为现实。