火神山醫(yī)院今日完工交付！盤點(diǎn)高分子材料在這場(chǎng)疫戰(zhàn)中的作用
原創(chuàng) 榮格 榮格塑料工業(yè) 2月2日
在漫長(zhǎng)的疫戰(zhàn)中，今日我們等來了一個(gè)好消息：
從1月25日正式開工到2月2日，7000余名建設(shè)者歷經(jīng)9個(gè)日夜鏖戰(zhàn)，在今日完成火神山醫(yī)院的交付。并且從2月3日起，火神山醫(yī)院將正式收治新型冠狀病毒感染的肺炎患者。
春節(jié)宅家里，小編也“云監(jiān)工”了火神山和雷神山的建設(shè)。作為塑料人，在最近的監(jiān)工中，看著種種高分子材料在疫情前線發(fā)揮出作用，不得不說，打心眼里覺得欣慰又開心的。
接下來我們就盤點(diǎn)一下高分子材料在這場(chǎng)疫戰(zhàn)中發(fā)揮的作用吧。
高分子材料在火神山醫(yī)院建設(shè)中的應(yīng)用
HDPE
防滲膜
在1月26日的火神山醫(yī)院建設(shè)直播中，我們可以看到現(xiàn)場(chǎng)施工人員鋪設(shè)的“兩布一膜”——兩層土工布及一層HDPE防滲膜和第二層20公分厚砂石。
HDPE 防滲膜全稱為“高密度聚乙烯膜”，其采用的材料均為環(huán)保無毒材料，具有很好的防滲效果，化學(xué)穩(wěn)定性、耐老化性能出眾。近年來，HDPE
防滲膜就被廣泛用于環(huán)保、環(huán)衛(wèi)、市政、水利等工程的防潮、防滲、防漏等環(huán)節(jié)，為環(huán)境防滲、防漏提供了很好的保障。
說起其工藝原理，是利用了防滲膜的防滲時(shí)間長(zhǎng)，防滲效果好等特點(diǎn)，將 HDPE
防滲膜鋪設(shè)在需要進(jìn)行防滲處理的基面上，上面鋪設(shè)素土、砂墊層或者砼保護(hù)層，從而形成一個(gè)整體、封閉的防滲體系[1]。
而在此次醫(yī)院建設(shè)中用到HDPE 防滲膜施工技術(shù)，大概也是考慮到其工藝特點(diǎn)：
1.HDPE 防滲膜有很高的靈活性，可滿足不同工程防滲要求，可操作性強(qiáng)、施工方便、機(jī)械投入少;
2.成本低、經(jīng)濟(jì)效益高，經(jīng)實(shí)際測(cè)算采用該工藝要比鋼筋砼自防水及黏土防水等普通防滲工藝的一般工程要節(jié)約成本 50% ～ 30% 左右;
3.HDPE 防滲膜采用的材料均為環(huán)保材料，防滲原理是普通物理變化，不產(chǎn)生任何有害物質(zhì);
4.防滲系數(shù)高，可有效克服基面的不均勻沉降，在非日光照射條件下使用壽命較長(zhǎng)，可達(dá) 30 ～ 50 年;
5.施工進(jìn)度快，效率高。
吊裝箱式板房
火神山醫(yī)院修建運(yùn)用到了當(dāng)年非典期間北京的“小湯山”醫(yī)院模式。甚至建筑和設(shè)計(jì)單位都是直接在小湯山醫(yī)院建筑圖紙基礎(chǔ)上，針對(duì)選址和疫情特點(diǎn)再進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
此類型醫(yī)院能夠被快速搭建的重要因素之一是，使用了復(fù)合輕鋼板材板房。這種活動(dòng)板房通常都是一種以輕鋼為骨架，以夾芯板為圍護(hù)材料，以標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列進(jìn)行空間合成，構(gòu)件采用螺栓連接。這種活動(dòng)板房，可方便快捷地進(jìn)行組裝和拆卸，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)建筑的通用標(biāo)準(zhǔn)化。
在板房材料中，許多種高分子材料也會(huì)派上用場(chǎng)。我們以一種新型裝配式板房為例，其整體結(jié)構(gòu)由以下構(gòu)成[2]：
1.基礎(chǔ)
箱式房對(duì)基礎(chǔ)要求低，可采用硬化地坪、混凝土角柱基礎(chǔ)或者剛結(jié)構(gòu)平臺(tái)基礎(chǔ)。
2.墻體
墻體采用50mm厚巖棉板，容重80kg/m3 ，防火性能優(yōu)異，A1級(jí)不燃，保溫性能好，導(dǎo)熱系數(shù)0.04W/（m·K），能同時(shí)滿足南北方使用需求，同時(shí)隔熱吸音效果顯著。
3.屋面板
屋面板設(shè)計(jì)采用上下層玻璃鋼夾芯復(fù)合材料，玻璃鋼由無堿玻璃鋼纖維及不飽和聚酯樹脂復(fù)合而成，具有強(qiáng)度高，質(zhì)量輕、不變形等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、耐老化的特性提高了整箱的使用壽命。
4.地板
地板設(shè)計(jì)上選用PVC塑膠地板。以聚氯乙烯為主要原料，經(jīng)過一系列的物理加工過程而生產(chǎn)出的具有干凈、整潔、彈性、吸音等功能的地面裝飾材料。其綠色環(huán)保，不僅輕薄，而且超強(qiáng)耐磨，具有高彈性和超強(qiáng)抗沖擊性，防火防滑阻燃，而且不會(huì)發(fā)生腐蝕，性能好、用途廣泛。
5.電氣系統(tǒng)
箱式房電氣系統(tǒng)根據(jù)所設(shè)計(jì)特殊頂部梁形成暗線槽及預(yù)埋在巖棉彩鋼板內(nèi)的暗線管，形成標(biāo)準(zhǔn)的暗埋電氣系統(tǒng)，整體標(biāo)準(zhǔn)美觀。
6.梁柱
箱式房梁柱自主研發(fā)特殊形狀梁柱，充分考慮強(qiáng)度、防水及壽命的使用要求。
醫(yī)用口罩
經(jīng)此疫情，口罩現(xiàn)在也已經(jīng)成為人手必備的物品了。而不管是大家念叨的醫(yī)用外科口罩，還是N95口罩，這其中都用到了高分子材料。不過在說應(yīng)用材料之前，對(duì)于口罩的標(biāo)準(zhǔn)，我們?cè)谶@里也把它了解個(gè)明明白白：
常用口罩的類型、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及適用范圍
1.醫(yī)用外科口罩
2004年，我國國家食品藥品監(jiān)督管理局發(fā)布了醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)用外科口罩技術(shù)要求》（YY0469 - 2004） [3]。
其中包括：
口罩上必須配有鼻夾，鼻夾由可彎折的可塑性材料制成，長(zhǎng)度＞8.0cm；
口罩的細(xì)菌過濾效率應(yīng)＞95.0％，對(duì)非油性顆粒的過濾效率應(yīng)＞30.0％；
口罩的吸氣阻力應(yīng)＜49 Pa，呼氣阻力應(yīng)＜29.4 Pa;
2ml合成血液以16 kPa（120 mmHg）壓力噴向口罩外側(cè)面后，口罩內(nèi)側(cè)面不應(yīng)出現(xiàn)滲透；
口罩材料應(yīng)無皮膚刺激反應(yīng)；
口罩外包裝上的標(biāo)識(shí)應(yīng)包括產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。
合格的醫(yī)用外科口罩外包裝上應(yīng)有“執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：YY0469 - 2004”的標(biāo)識(shí)。
適用范圍：
以下情況應(yīng)佩戴醫(yī)用外科口罩：手術(shù)室工作、進(jìn)行無菌操作或護(hù)理免疫功能低下患者時(shí)，防止醫(yī)護(hù)人員將病原體傳播給患者；進(jìn)行體腔穿刺，可能有血液、體液、分泌物等噴濺的有創(chuàng)操作時(shí)，醫(yī)務(wù)人員的防護(hù)；人員相對(duì)密集的場(chǎng)所，如門診導(dǎo)醫(yī)或咨詢處、電梯、急診等工作人員的防護(hù)；呼吸道傳染病患者[4]。
2.醫(yī)用防護(hù)口罩
2.1中國國家標(biāo)準(zhǔn)
2003年，我國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布了國家標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)用防護(hù)口罩技術(shù)要求》（GB19083 - 2003）[5]。
其中包括：
口罩上必須配有鼻夾，鼻夾由可彎折的可塑性材料制成，長(zhǎng)度＞8.5 cm；
口罩濾料的顆粒過濾效率應(yīng)＞95.0％；
在氣體流量為85 L/min情況下，口罩的吸氣阻力＜343.2 Pa（35ｍｍH2O）；
合成血以10.7 kPa（80 mmHg）壓力噴向口罩樣品，口罩內(nèi)側(cè)不應(yīng)出現(xiàn)滲透；
口罩材料應(yīng)無皮膚刺激反應(yīng)；
口罩外包裝上的標(biāo)識(shí)應(yīng)包括產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。
合格的醫(yī)用防護(hù)口罩外包裝上應(yīng)有“執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB19083 - 2003”的標(biāo)識(shí)。
2.2美國標(biāo)準(zhǔn)
美國職業(yè)安全衛(wèi)生研究所（NIOSH）于1995年公布粉塵類呼吸防護(hù)新標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)濾料分類為：N、P、R型口罩３個(gè)系列（N類防護(hù)的對(duì)象為非油性顆粒，R和P防護(hù)的對(duì)象為油性顆粒）。每一系列口罩又劃分出３個(gè)水平：95.0％、99.0％、99.97％
（即簡(jiǎn)稱95、99、100），共９個(gè)小類濾料。
近期我們常說到的N95口罩，即是符合NIOSH標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)非油性粉塵顆粒過濾效率＞95.0％的口罩。2003年WHO就引用工業(yè)安全級(jí)口罩美國標(biāo)準(zhǔn)N95(95%效能)或歐洲標(biāo)準(zhǔn)FFPZ(94
%效能)作為防SARS的防疫口罩。
2.3其他國家標(biāo)準(zhǔn)
歐盟EN149標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)FP1過濾率達(dá)到80.0％，F(xiàn)FP2過濾率達(dá)到94.0％，F(xiàn)FP3過濾率達(dá)到97.0％。
澳洲AS1716標(biāo)準(zhǔn)，P1最低過濾效果達(dá)到80.0％，P2最低過濾效果達(dá)到94.0％，P3最低過濾效果達(dá)到99.0％。
日本MOL驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)分為DS1、DS2、DS3級(jí)，其中DS2級(jí)口罩最低過濾效果達(dá)到99.0％，DS3級(jí)口罩最低過濾效果達(dá)到99.9％。
適用范圍：
在接觸經(jīng)空氣傳播或近距離接觸經(jīng)飛沫傳播的呼吸道傳染病患者時(shí)，或在呼吸道傳染病傳播的高危區(qū)域工作的醫(yī)護(hù)人員，如發(fā)熱門診、
呼吸科門診醫(yī)護(hù)人員應(yīng)佩戴醫(yī)用防護(hù)口罩。有研究表明，醫(yī)用防護(hù)口罩不能有效阻止患者病原體向外界播散，因此不適用于呼吸道傳染病患者佩戴[4]。
3．普通一次性口罩與紗布口罩
目前暫時(shí)沒有國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一的技術(shù)要求，注冊(cè)時(shí)由各企業(yè)提供企業(yè)產(chǎn)品注冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)（YZB），一般缺少對(duì)顆粒和細(xì)菌的過濾效率等要求，或?qū)︻w粒和細(xì)菌的過濾效率要求低于醫(yī)用外科口罩和醫(yī)用防護(hù)口罩。所以達(dá)不到對(duì)顆粒和細(xì)菌的過濾效率，僅限于對(duì)粉塵顆?；驓馊苣z起到一定的機(jī)械阻隔作用。在產(chǎn)品包裝標(biāo)識(shí)上，應(yīng)有產(chǎn)品注冊(cè)證編號(hào)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，進(jìn)行識(shí)別。
適用范圍：
適用于一般衛(wèi)生護(hù)理活動(dòng)，如衛(wèi)生清潔、配液、清掃床單元等。
常用口罩材料
早年間，我國的醫(yī)用口罩絕大部分由8-12層棉紗布制成，其阻隔效率低，表面容易吸濕，極易發(fā)生交叉感染。早期所用的高效口罩材料是超細(xì)玻璃纖維，1980年以后，因?yàn)楹铣沙?
細(xì)纖維技術(shù)逐漸成熟，加上原料的改良及加靜電技術(shù)的提升，合成超細(xì)加靜電纖維的過濾效
能要比早期的超細(xì)玻璃纖維好，空氣阻力也降低了許多，此外皮膚過敏反應(yīng)亦少[6]。
目前醫(yī)用口罩多采用非織造布復(fù)合制作而成，其中口罩面體分為內(nèi)、中、外三層，內(nèi)層為親膚材質(zhì)（普通衛(wèi)生紗布或無紡布），中層為隔離過濾層（超細(xì)聚丙烯纖維熔噴材料層），外層為特殊材料抑菌層（無紡布或超薄聚丙烯熔噴材料層）[7]。
復(fù)合非織造布電鏡照片
非織造口罩主要生產(chǎn)工藝包括熱粘、紡粘、熔噴和水刺法等。其中聚丙烯熔噴法非織造材料纖維結(jié)構(gòu)較細(xì)，直徑多在0.5-4μm間,尤適用于做過濾材料[8]。
醫(yī)用非織造空氣過濾材料所用的纖維一般為合成纖維，是將不同種類的纖維混用制備的，然后將混用纖維與水性聚合物分散液黏合。采用水刺法或熔噴法制成的非織造復(fù)合材料具備優(yōu)良的柔軟性、透氣性和過濾性能，適用于制作過濾式醫(yī)用防護(hù)口罩。
以熔噴非織造布(簡(jiǎn)稱熔噴布)作為過濾層的醫(yī)用防護(hù)口罩，由于熔噴布纖維直徑超細(xì)、排列雜亂無序，因此具有三維多微孔結(jié)構(gòu)、比表面積大、孔徑小、孔隙率高、可彎曲、可造型、高效低阻等特點(diǎn)。且熔噴布對(duì)空氣中的微細(xì)粉塵和細(xì)菌等微納米顆粒具有優(yōu)良的捕獲能力，是一種優(yōu)異的纖維過濾材料，通常作為各種中高效過濾器件的過濾部件。也因此，非織造醫(yī)用防護(hù)口罩的過濾性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的紗布口罩［9］。
熔噴非織造布電鏡照片
針刺非織造材料的孔隙通道為蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)，具有一定的強(qiáng)度，作為一種性能優(yōu)良的過濾材料也可應(yīng)用于非織造口罩的生產(chǎn)。目前開發(fā)了一種由兩層針刺非織造材料組成的過濾式非織造口罩［10］，選用100%
聚酯纖維，或聚乙烯醇纖維與聚酯纖維各占50%
的混合纖維為原料，為增強(qiáng)過濾細(xì)菌的能力，可將具有一定蓬松度的聚丙烯纖網(wǎng)放在表層與內(nèi)層之間，或采用電極化的聚丙烯纖網(wǎng)，這種電極化的聚丙烯纖維網(wǎng)可由熔噴法［11］制得。
防護(hù)服
醫(yī)用防護(hù)服的作用是產(chǎn)生細(xì)菌阻隔層 ,以防止細(xì)菌泳移,
減少交叉感染。在本次疫戰(zhàn)中，一次性醫(yī)用防護(hù)服也是前線醫(yī)務(wù)人員必需裝備。
防護(hù)服標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)代醫(yī)療系統(tǒng)對(duì)醫(yī)用防護(hù)服的性能研究著重于提高防護(hù)服的屏蔽性、舒適性和生物性能等方面內(nèi)容。目前國際上較為通用的標(biāo)準(zhǔn)是美國 NIOSH 標(biāo)準(zhǔn)和歐盟的EN
標(biāo)準(zhǔn)。
美國的醫(yī)用防護(hù)服標(biāo)準(zhǔn)是由 NFPA(美國國家防火協(xié)會(huì))指定的NFPA 1999 醫(yī)用防護(hù)服標(biāo)準(zhǔn),
適用于醫(yī)療急救，規(guī)定了為人員提供阻隔血液和體液的最低防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。歐盟的標(biāo)準(zhǔn)則是由 CEN(歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))制定的。澳洲等地區(qū)都有自己的醫(yī)用防護(hù)服標(biāo)準(zhǔn) 。
我國在2003年4月29日頒布了GB 19082- 2003《醫(yī)用一次性防護(hù)服技術(shù)要求》，規(guī)定醫(yī)用防護(hù)服必須具有多功能性,
即具有液體阻隔性能，包括防水性、透濕量、合成血液穿透和沾水等級(jí)；斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率；過濾效率；阻燃性能、抗靜電性等[12]。
非織造材料防護(hù)服
醫(yī)用防護(hù)服按面料的組織結(jié)構(gòu)可分為機(jī)織、非織造布和復(fù)合材料；按使用期限分為用即棄型(一次性使用)、限次型和可重復(fù)使用型;按加工復(fù)合技術(shù)來說有整理加工、涂層和覆膜三大類方法[12]。
近年來一些科研單位和企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出不少醫(yī)用防護(hù)服,大多以非織造布為主要面料。下文就幾種常用的非織造醫(yī)用防護(hù)材料及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行介紹。
水刺非織造布是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的，它可以通過“三抗”（抗酒精、抗血、抗油）、
抗靜電、抗菌等處理及γ射線消毒，是替代傳統(tǒng)紡織品的優(yōu)異材料[13]。但這種水刺非織造布的抗靜水壓相對(duì)較低，對(duì)病毒粒子阻隔效率也比較差，只能替代傳統(tǒng)的紡織品用于普通的手術(shù)服、手術(shù)洞巾等材料的制備，不是理想的防護(hù)材料[14]。
之后有人發(fā)明了紡粘法非織造材料，其生產(chǎn)工藝流程短，生產(chǎn)效率高，成本非常低。同時(shí)也可經(jīng)過“三抗”和抗靜電、抗菌等處理，用于醫(yī)用防護(hù)材料可大大減少交叉感染率，可替代傳統(tǒng)的紡織防護(hù)材料制成抗菌、抗靜電防護(hù)服等[15]。但傳統(tǒng)的紡粘非織造材料抗靜水壓也不高，對(duì)病毒粒子的阻隔效率也比較差，因此只能作為無菌外科手術(shù)服、消毒包布等普通防護(hù)用品。
為了提高靜水壓，有人開始開發(fā)熔噴法非織造布作為醫(yī)用防護(hù)材料。由于其纖維直徑只有幾個(gè)微米，產(chǎn)品的耐靜水壓得到了較大提高。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，熔噴法非織造材料對(duì)病毒、PM2.5的阻隔效果是其他非織造材料所無法比擬的[15]。但由于熔噴法非織造材料在生產(chǎn)過程中需要用熱風(fēng)對(duì)噴絲孔流出的熔體細(xì)流進(jìn)行噴吹牽伸，接收距離非常短，纖維中的高分子鏈段來不及取向和結(jié)晶，所制備的產(chǎn)品強(qiáng)度非常低，大大限制了其應(yīng)用。
在此基礎(chǔ)上，有人考慮到紡粘和熔噴技術(shù)在原理上非常接近，生產(chǎn)設(shè)備也相似，于是將兩者結(jié)合起來開發(fā)了SMS復(fù)合非織造材料，發(fā)現(xiàn)這種材料利用了能將兩者取長(zhǎng)補(bǔ)短、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，同時(shí)產(chǎn)品又具有非常好的透氣透濕性能，是一種非常理想的醫(yī)用防護(hù)材料，可用于制作醫(yī)用隔離服、防護(hù)服等高檔醫(yī)療防護(hù)用品。
在此期間，隨著閃蒸非織造技術(shù)的發(fā)展，有人發(fā)現(xiàn)閃蒸法非織造材料纖維非常細(xì)，產(chǎn)品經(jīng)過熱軋后強(qiáng)度非常高，對(duì)病毒和微小顆粒的阻隔效果相對(duì)也比較好。在非典期間，SMS材料供不應(yīng)求，閃蒸法非織造材料也成為了另一種比較熱門的隔離防護(hù)材料[16]。
經(jīng)歷了非織造技術(shù)的發(fā)展及改進(jìn)，對(duì)于能滿足醫(yī)療防護(hù)材料要求的非織造醫(yī)療防護(hù)材料，其加工方法目前已經(jīng)相對(duì)比較成熟，根據(jù)其制備技術(shù)的不同，目前主要有紡粘、熔噴、SMS復(fù)合技術(shù)、水刺及閃蒸等制備技術(shù)[13]。隨著人們對(duì)防護(hù)材料的要求越來越嚴(yán)格，這些非織造防護(hù)材料的制備也在向著多功能、高性能和差別化等方向發(fā)展。
護(hù)目鏡
護(hù)目鏡主要在進(jìn)行診療、護(hù)理操作，可能發(fā)生患者血液、體液、分泌物等噴濺時(shí)；近距離接觸經(jīng)飛沫傳播的傳染病患者時(shí)；為呼吸道傳染病患者進(jìn)行氣管切開、氣管插管等近距離操作，可能發(fā)生患者血液、體液、分泌物噴濺時(shí)進(jìn)行使用。
醫(yī)用多功能護(hù)目鏡多由鏡片、鏡架組成，鏡架材質(zhì)無特殊要求。通常以光學(xué)樹脂、聚碳酸脂(PC)或聚甲基丙烯酸甲脂(亞克力)為鏡片材料，加以防藍(lán)光、防紫外線、抗光學(xué)輻射、抗沖擊等獨(dú)特的光學(xué)晶體材料和獨(dú)家特殊工藝研發(fā)制成。
防護(hù)帽
用于臨床醫(yī)務(wù)人員在醫(yī)院手術(shù)室為病人做手術(shù)時(shí)使用，為醫(yī)護(hù)人員起到防汗、吸汗，并能更好地固定頭發(fā)，防止手術(shù)時(shí)頭發(fā)外露、飄落。
醫(yī)用防護(hù)帽(吸汗型)一般由單層無紡布加汗圈經(jīng)裁剪、縫制而成；醫(yī)用防護(hù)帽(防護(hù)型)則由SMS復(fù)合無紡布加橡筋、粘扣經(jīng)裁剪、縫制而成。
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此文源于 榮格塑料工業(yè)公眾號(hào)（原創(chuàng)）
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