医用防护服织物在不同温湿条件下透湿量的研究

　第18卷第4期2005年12月

纺织高校基础科学学报.18,No.4　Vol

Dec.,2005　

BASICSCIENCESJOURNALOFTEXTILEUNIVERSITIES

　　文章编号:100628341(2005)0420389206

医用防护服织物在不同温湿条件下透湿量的研究

杨建忠,王新艳,李　波

Ξ

(西安工程科技学院纺织与材料学院,陕西西安710048)

摘要:阐述了国内外织物透湿量主要测试标准和条件,观察了医用防护服织物的结构,分析了不同复合结构的特征.采用蒸发法测试了医用防护服织物在不同温湿度条件下的透湿量,对蒸汽压

差与透湿量作回归分析.实验结果表明,聚四氟乙烯(PTFE)膜层压织物透湿量高,聚氨酯(PU)涂层织物及热塑性聚氨酯(TPU)涂层非织造布透湿量低,,,颗粒分布不均匀,说明了涂层的不可靠性.,升高而增大;而当温度一定时,对于被测试样,蒸汽压差与透湿量呈三次曲线关系,0.719～0.973.关键词:医用防护面料;;中图分类号:+TB:A　　

.作为服装,最起码的条件是要满足人的生理需求,达不到这个条件,功能性再好也不行.“非典”期间,隔离区的医护人员面临许多考验,他们身着多层防护服,全身被裹得严严实实,在关闭空调的环境下,进行各种操作,不出5min就会汗流浃背[1～3].有些医护人员由于长时间穿用这些防护服出现胸闷、气短,大量出汗以致虚脱晕倒[3,4].目前,大部分防护用品的透湿性、舒适性差.透湿性成为人们关注的焦点和开发研制的重点[2～5].本文研究医用防护服织物结构、透湿量以及相关的测试标准问题.

1　织物透湿性能测试方法与标准

1.1　测试方法

织物透湿性的标准测试方法一般为织物水蒸汽传递速率的测试和对蒸发热转移阻抗的测试两大类[6～8].研究者和生理学家常用水蒸汽阻抗评价人体汗液从身体表面通过织物向环境转移的能力,主要包括出汗热盘法和出汗假人法;而织物和服装生产者更喜欢用透湿杯法,即一定温度、一定湿度和一定风速下单位时间内透过织物单位面积的水蒸汽质量,也就是人们较熟悉的透湿量来评价织物的透湿性[9,10].再有就是人体实际穿着测试.

透湿杯法是把盛有吸湿剂或水及织物试样的透湿杯放置于规定温度、湿度和气流等的环境中,根据一定的时间内透湿杯(包括试样和吸湿剂或水等)质量的变化计算出透湿量.此法仪器简单,方便易行,周期短,可以很容易地比较出各种织物的透湿量,重复性好,是广大企业普遍采用的测试手段.

出汗热盘法也称“皮肤模型”法,是一种用来测试模拟紧贴皮肤所发生的传热传质过程的装置.此法属

收稿日期:2005205213

基金项目:陕西省教育厅科研重点资助项目(04JS28)

通讯作者:杨建忠(19642),男,宁夏回族自治区灵武市人,西安工程科技学院教授,博士.主要从事纺织材料及纺织品

设计领域科研教学等方面的研究.E2mail:jyyang8527cn@http://doc.guandang.net

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蒸发热转移阻抗法,用于测量不同类型织物对水蒸汽的阻抗——织物两侧蒸汽压差值除以压力梯度方向单位面积总的蒸发热流量.蒸发阻抗越高,织物呼吸性越差;蒸发阻抗越低,透水汽性能越好.

出汗假人也可用来测试织物体系的蒸发阻力,它比出汗热盘测试更具有实际意义,可考虑更多变量,包括服装覆盖人体的表面积,纺织品的层数和人体表面空气层的分布,人体不同部位皮肤温度差异,身体运动状态等.该法适合任何环境,误差较小.但是,当前还没有出汗假人的设计标准或测试步骤,而且出汗假人比较复杂和昂贵,测试费用较高.实际穿着法与实际较符合,但误差大、周期长.1.2　测试标准

透湿量是与防护用品穿着舒适性密切相关的一项指标.在医用防护用品方面,国际上经常采用的测试方法有美国标准ASTME96、日本标准JISL-1099、ISO2528和英国标准BS3424,每一种标准中都有几种不同的标准测试条件,不同的测试条件,测试值有时候会有很大的差异.虽然各国均用相应的标准测试织物的透湿性,但各国标准适用的对象不同.美国ASTM标准适用的范围最广,可用于一切薄片状材料[11～13],因此实验条件、试样尺寸范围和测试时间间隔都很广泛.其中ASTM标准要求所选用的标准测试条件与材料的使用环境接近.我国标准中B法规定的相对湿度2%在测试中控制难度大,而且对织物的实际使用没有多少借鉴意义.日本标准与我国标准适用范围相当,均为纺织制品,故测试方法很接近,但我国测试方法中没有倒杯法.

2　实验部分

2.1　实验材料

,(PTFE)层压织物,,如表1.表1中#2#(PTFE)多功能防护服织物.1#织物为三层复合面料,

##

PTFE,虽然手感稍硬,但可提高耐磨性;2,3织物两层复合是面料与PTFE薄

膜复合.4#,5#织物为我们与有关单位联合开发的防护服用织物,面料为薄型涤纶机织物,薄膜为PTFE.6#织物为聚氨酯(PU)涂层织物.7#,8#,9#织物为不同重量的热塑性聚氨酯(TPU)涂层非织造布,面密度

2#依次为50～83g .上述防护服织物非油性颗粒物m.10织物为一次性防护服用高密度聚乙烯非织造布(NaCl颗粒气溶胶(0.075Λm))的过滤效率一般都在95%以上(GB T19082-2003中规定不小于70%).

表1　试样规格

试样层数外层中间层内层面密度 g m-2厚度 mm

1#3

2#2

3#2

4#2

5#2

6#2

7#2

8#2

9#2

10#1

锦纶机

织布涤 棉机织布涤纶非织造布涤纶机织布涤纶机织布涤纶机织布涤纶非织造布

TPU膜-50.000.200

涤纶非织造布

TPU膜-60.000.210

涤纶非高密聚乙烯织造布非织造布

TPU膜-83.000.500

41.000.185

PTFE PU

PTFE膜PTFE膜PTFE膜PTFE膜PU涂层

复合膜

锦纶经编布

273.150.690

-346.420.560

-50.520.115

-104.980.165

-110.600.340

-88.030.095

2.2　测试仪器、方法

(1)　测试仪器　KYKY22800B扫描电镜、LFY2216A透湿量测湿仪、JD40023电子天平(精度0.001g).

(2)　试验方法　透湿性测试参照GB T12704-1991方法B——蒸发法(正杯)测试方法,美国标准

日本标准JISL21099的蒸发法测试条件进行.ASTME96、

(3)　蒸汽压差和透湿量计算　对于蒸发法的正杯法,织物内侧温度与测试箱体内部温度是相等的,

第4期　　　　　　　　　医用防护服织物在不同温湿条件下透湿量的研究391

可以近似认为水蒸汽侧的相对湿度为100%,根据测试箱体空气中同温度下饱和水蒸汽分压力与水蒸汽分压力之差计算蒸汽压差.

(m2 24h))=24 m (A t),式中 m为同一实验组合体两次称量透湿量WVT计算公式为WVT(g

之差(g),A为实样实验面积(m2),t为实验时间(h).

每次测试试样不少于3块,相对误差小于10%.

3　结果与讨论

3.1　织物表面结构的观察

聚四氟乙烯薄膜的防水透湿性能取决于薄膜的结构和表面润湿性能等[14～16],其中薄膜的形态结构对透湿性能的影响最大.由扫描电镜观察,PTFE微孔薄膜表面形态是具有蜘蛛网状的微孔结构,微纤维之间交织形成孔隙,微纤维排列方向与拉伸方向基本平行,纤维束的连接点即为结点,它们是由许多微纤维纠缠相连形成.微纤维之间的孔隙大小决定薄膜孔径的大小,结点的多少与大小则对薄膜的孔隙率的高低起决定作用.微纤维的取向结构对薄膜的力学各向异性起决定作用.PTFE膜属于非对称膜,膜的纵横向微孔尺寸有差别,纵向微孔大于横向.PU膜及TPU膜均是由聚合物高分子以颗粒状 …… 此处隐藏：7706字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……