（原）材料视角 | 逆行者的白衣铠甲

初原载于 工大材料汇    2020-04-03

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材料视角新冠肺炎系列科普  

新冠肺炎

何以牵动人心

防护服篇

逆行者的白衣铠甲

病毒肆虐时，在短期内迅速提升免疫力很难，我们普通人，应该怎么办？三句话：

加强防护  好好睡觉  平和心态

在上次的推送中，我们了解到口罩这个小东西的在疫情中的英勇神力，那么接下来，让我们一起将目光聚焦于此次奋战在一线的逆行者——白衣天使。在抗“疫”的过程中，医护人员们作为中坚力量做出了难以估量的贡献，那么他们穿的是什么，使得他们可以持续地在疫区工作？让我们一同走进今天本文的主角——医用防护服。

勤洗手▪戴口罩

防护服的起源

防护服最早要追溯到中世纪的欧洲，14世纪到17世纪时期，可怕的黑死病多次将魔爪伸向渺小的人类，欧洲的总人口因此减少了原本的三分之一。同我们此次新冠肺炎疫情一样，那时候不畏危险的逆行者，行走于病区给人们进行医治。不过无奈当时对于医学的认识不够，在不清楚传播方式的情况下为了避免医务人员的感染，一位法国的医生发明了一套甚是夸张的“防护服”。头顶黑帽，佩戴鸟嘴，身着长袍，手持长杖，便是他们的模样。于是，他们也因此有了一个别样的称号——鸟嘴医生。

因为不知道病因，上述防护服颇有吓人的意味。随着人们对于医学的深入了解，防护服的设计也变得越来越科学。经过几百年的发展，如今的防护服一般长成这个样子：

那么经历了多次同病毒的博弈，医用防护服作为医务人员最后一道屏障，其选材和制作在历史的进程中又有什么样的变化呢？上百年来，传统医用防护服多是纯棉机织布，棉质纤维结构物理隔绝意义并不大，病菌依然可以通过微孔进入到内层。同时棉织物一旦潮湿便会形成适合病菌生长的环境，反而利于病菌的传播。于是，于上个世纪中期William C.Beck指出防护衣的材料应能阻挡液体的进入。这一条件便成为那以后评估防护服的必要标准之一，进而衍生出了我们现在所看到的的防护服。

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防护服的性能要求

为了将白衣天使们保护的更好，防护服需要具备一定的性能条件。你可能听说过医用防护服的“三拒一抗”，即拒水、拒血液、拒酒精以及抗静电。但是这仅仅是它们的基本要求，根据我国GB19082- 2009《医用一次性防护服技术要求》，评判标准大体分为防护性能、力学性能以及舒适度三个方面。

其中值得一提的是，在不断追求防护效果的同时，医务人员身着防护服时候的舒适度也越来越被重视。目前我国医用防护服的透湿性（即气化汗液透着纤维中的间隙排出防护服的能力）标准为不小于2500g/（m2d），为了达到更好的透气透湿性，选择性透过膜复合材料等在高性能防护服中已有所应用。不过我们可以发现，此次新冠肺炎疫情中他们一穿防护服便是好几个小时，脱下来早已是大汗淋漓。所以，找寻更优高防护性高舒适度的医用防护服便成为了每一个材料人的使命。

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防护服的分类

根据不同分类方式，防护服可被分为以下几类：

机织造布主要用于重复使用的医用防护服，这种防护服舒适性相对较好，但防护性能较差，通常用于防护性要求较小的日常工作。而非机织造布和复合材料则是主要用于一次性医用防护服，舒适性相对较低，防护性能好，使用即弃可避免交叉感染，但是一次性材料降解慢，易造成环境污染。

目前市场流行的或正在研发的非织造防护服材料主要有以下几种：

1 聚丙烯纺粘布：聚丙烯纺粘布可经抗菌、抗静电等处理，制成抗菌防护服、抗静电防护服等。因其价格较低，而且是一次性使用，可以大大减少交叉感染率，在刚推出的相当长时期内，在国外得到大量推广。但是，材料的抗静水压比较低（静水压力是由均质流体作用于一个物体上的压力，是一种全方位的力），对病毒粒子阻隔效率也比较差，只能作为无菌外科手术服、消毒包布等普通防护用品。

2聚酯纤维与木浆复合的水刺布：绿色环保，材料手感柔软，接近传统的纺织品，而且可以经三抗(抗酒精、抗血、抗油)和抗静电、抗菌等处理，可以用γ射线进行消毒，是一种比较好的医用防护服材料。但它的抗静水压也相对较低，对病毒粒子阻隔效率也比较差，因此也不是理想的防护服材料。

3聚丙烯纺粘一熔喷一纺粘复合非织造布（SMS）：熔喷布的特点是纤维直径细、比表面积大、蓬松、柔软、悬垂性好、过滤阻力小、过滤效率高、抗静水压能力强，但强力低，耐磨性差，在相当程度上限制了其应用领域的发展。而纺粘布纤维线密度较大，纤网又是由连续长丝组成，其断裂强力和伸长比熔喷布大得多，恰恰可以弥补熔喷布的不足。

这种材料因为具有如下特性，故为目前较为理想的医用防护服材料。

4高聚物涂层织物：用于防护织物的涂层种类很多，有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚氯丁橡胶和其他各种合成橡胶，该种防护服的防水性、阻隔细菌粒子的性能非常好，可重复使用，但透湿性能差，人体的大量汗液无法排出，穿着舒适性能差。目前发达国家多使用最新进展是采用微孔聚四氟乙烯薄膜与织物复合获得防水透气功能，但价格较为昂贵。

5 聚乙烯透气膜/非织造布复合布：根据防护等级的不同要求，所采用的非织造布与薄膜也有不同。聚乙烯透气膜/非织造布复合材料，对于阻隔细菌粒子穿透和液体渗透有优良的效果，且手感可通过改变复合面料的柔软度来调整，其抗拉强力强，透气性好，舒适性能大大提高，能经受消毒处理，不含有毒成分，克重60～100 g/m2，有良好的性价比，用它制成的医用一次性防护服可保护医务人员免遭污染源污染，克服交叉感染，起到有效防护的作用。

非织造医用材料的制备与加工

非织造医用防护材料的制备技术主要分为：纺粘非织造技术、SMS复合技术、水刺非织造技术以及闪蒸非织造技术。

其中，闪蒸非织造技术被美国DuPont（杜邦）公司垄断，其闪蒸法产品Tyvek制成的防护服结合了防护性、耐用性和舒适性，可保护人们免受小至微米级颗粒的伤害，但是成本相对较高。而该种防护服在此次新冠肺炎疫情当中也大显身手，一度成为资源短缺时各界爱心人士捐赠防护服的首选之一。

如今，随着地图慢慢退烧，国内的疫情已经相对控制住了。但是那些守护我们奋战在一线的医务人员，义无反顾又重新起航奔向世界各地的战场。伟大的逆行者们，谢谢你们！我们等你们平安凯旋归来！

本期问题：

Q1：

和重复型医用防护服比较而言，一次性医用防护服有什么优缺点？

机织造布主要用于重复使用的医用防护服，这种防护服舒适性相对较好，但防护性能较差，通常用于防护性要求较小的日常工作。而非机织造布和复合材料则是主要用于一次性医用防护服，舒适性相对较低，防护性能好，使用即弃可避免交叉感染，但是一次性材料降解慢，易造成环境污染。

Q2：

你知道国内外的医用防护服性能标准有什么差异吗？

精选留言：

1、GB 19082-2009标准针对医用一次性防护服而制定，对防护服的微生物穿透性能没有要求，而使用合成血液穿透和空气中微粒的过滤效率来代替，但对过滤效能的规定比较简单。2、 NFPA 1999: 2008对防护服的整体防护性能测试尤其关注，液体阻隔性能测试采用ASTM F1359: 2016 中的全面液体透过试验，且要求试样接缝具有一定强力和抗微生物渗透能力。与NFPA1999: 2008 相比较，BS EN 13795: 2011 + A1: 2013、ISO 16603: 2004、ISO 16604: 2004、JIS L1912: 1997及GB 19082—2009 则偏重一次性防护服材料的性能测试。 

 3、ISO 16603: 2004、ISO 16604: 2004 和JISL1912: 1997对一次性防护服材料性能要求较相近，在合成血液渗透试验和微生物穿透试验中，采取相同的检测方法。

                                    ——Вперед, товарищи

参考文献：

[1] 陈康振. 医用防护服材料的发展及应用[J]. 产业用纺织品, 2004, 22(6):16-19.

[2] 毕晓琳. 医用防护服新材料的应用分析[J]. 卫生职业教育(24):154-155.

[3]《医用一次性防护服技术要求》GB19082-2009

[4] https://m.sohu.com/a/370409489_120065055

[5]《医用防护服 白衣天使最后的屏障》-知乎

 图片源于网络

本文图文提供：院科协科普部

本文图文整理：刘孟茜

本文图文编辑：许心雨

时任图文审核：于世龙

时任责任编辑：王雪篪

时任总编辑：李晓萌