CN109234835A - 一种防静电高强度医用面料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防静电高强度医用面料的制备方法，属于医疗用品制备技术领域。本发明首先将竹片酸、碱、煅烧制得煅烧产物，然后将石墨与高铁酸钾在硫酸溶液中反应，再与硫酸铜和三氯化铁反应，并用双氧水还原制得反应固体，最后将氨纶、涤纶、煅烧产物与反应固体放入纺丝机中纺丝，并烘干制得防静电高强度医用面料，碳纤维具有良好的导电性，可以有效防止面料在摩擦过程中产生静电，使石墨烯纤维的导电效果增强，竹纤维的管径大，所制得的碳纤维拥有较大的孔隙率，增强了面料的透气性，纳米石墨烯使石墨烯纤维具有良好的力学性能，同时引入铜离子和铁离子，结合金属离子使石墨烯的力学性能进一步增强，具有广阔的应用前景。

Description

一种防静电高强度医用面料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种防静电高强度医用面料的制备方法，属于医疗用品制备技术领域。
背景技术
医护工作者是直接与细菌、病毒接触的人群，他们的工作环境中存在各式各样的病菌，特别是在进行输液、外伤处理和手术操作的医生，他们时常会接触病人的体液或是血液，感染的机率非常高，其自身的健康常常受到威胁，所以他们不得不穿上厚实的防护服，达到防护作用。
按加工工艺的不同，医用纺织品大体上可分为：普通纺织品、无纺布、针织品、特殊织物（如打孔织物等透气性好的织物，可用于皮肤贴剂等医用产品）。生产医用纺织品的原料除传统的棉花等大宗原料外，已扩展至藻酸纤维、蚕丝、几丁纤维（壳聚糖纤维）、木浆纤维、棉绒等天然纤维原料以及聚乙烯、聚四氟乙烯（PTFE）纤维、聚丙烯、聚酯、玻璃纤维、粘胶纤维、聚乙醇酸纤维、聚氨酯、聚乳酸纤维等弹力和非弹力化纤纤维原料。
目前用于制作防护服的面料，虽然可以在一定程度上防止血液渗透，但其透气性能差，穿着不舒适。同时以往单层结构的面料的功能有限，容易脏，不易清洗，又不具备透气功能。现有的医用防护服面料极易产生静电干扰医疗电子设备，导致诊疗数据存在较大误差，影响病人的诊治效果。现在有人研发了抗静电医用防护服面料，这种面料是在基布的外表面涂覆抗静电涂层和聚氨酯防水涂层以达到防水和抗静电的效果，可是这种医用防护服面料的透气性很差，医护人员长时间穿着有强烈的不适感，降低了医护人员的工作效率。此外，现有的医用防护服为一次性医用防护服，其使用后必须马上丢弃，不仅给环境造成了极大污染，而且成本高昂，增加了病人的治疗成本。
因此，研制一种能够重复使用，并能有效阻隔病人血液、体液和分泌物渗透，以保护医护人员的安全的医用防护服面料成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前医用面料容易产生静电，同时韧性不足容易破损的缺陷，提供了一种防静电高强度医用面料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种防静电高强度医用面料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取500～600g竹片投入烧杯中，用氢氧化钠溶液浸泡，将烧杯放入水浴锅中，恒温反应3～4h，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗3～5次后，将滤渣投入烧瓶中；
（2）向上述烧瓶中添加硫酸溶液浸渍上述滤渣，将烧瓶放入水浴锅中，恒温反应3～4h，反应结束后自然冷却至室温过滤得到滤饼，将滤饼放入烘箱中干燥，干燥后放入马弗炉中，在氮气氛围下升高温度，高温煅烧，放入研磨机中研磨得到煅烧产物，备用；
（3）按重量份数计，称取3～5份鳞片状天然石墨、7～9份高铁酸钾粉末、1.0～1.5份氯酸钾粉末放入研磨机中研磨过200目筛，得到过筛物，将过筛物与硫酸溶液按质量比1:5混合投入烧杯中，将烧杯放入冰水浴中，恒温反应30～40min，将水浴升温至40～45℃，恒温反应60～70min，过滤得到反应滤渣，将反应滤渣用蒸馏水清洗3～5次；
（4）按重量份数计，称取5～7份上述清洗后的反应滤渣、2.0～2.5份硫酸铜、2.0～2.5份三氯化铁和16～18份蒸馏水放入烧瓶中，将烧瓶放入水浴锅中恒温反应制得混合分散液，再将烧瓶放入冰水浴中，向烧瓶中滴加混合分散液双氧水，反应120～140min后过滤得到滤饼，分别用盐酸和蒸馏水依次清洗滤饼5～7次得到反应固体；
（5）将6～7份天然棉、2.5～3.0份氨纶、1.0～1.3份涤纶、2.0～2.4份备用的煅烧产物与2.0～2.4份上述反应固体混合并放入纺纱机中纺纱制得预制面料，将预制面料放入烘箱中干燥，制得防静电高强度医用面料。
步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为8～12%，水浴锅的水浴温度为95～100℃。
步骤（2）中所述的硫酸溶液的质量分数为12～15%，水浴锅的水浴温度为95～100℃，烘箱中的温度为85～90℃，干燥时间为2～3h，马弗炉中的温度为450～500℃，高温煅烧60～70min。
步骤（3）中所述的硫酸溶液的质量分数为30～40%。
步骤（4）中所述的水浴锅中的水浴温度为60～65℃，恒温反应时间为40～50min，双氧水的质量分数为20～25%，盐酸的质量分数为10～15%。
步骤（5）中所述的纺纱机中的纺丝电压为10～12kV，流速为1.0～1.5mL/h，纺丝接受距离为8～10cm，空气相对湿度为40～45%，烘箱中的温度为45～55℃，干燥时间为2.5～3.0h。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先将竹片用氢氧化钠溶液高温浸泡，浸泡后取出再投入硫酸中浸泡，浸泡结束后取出竹片放入马弗炉中煅烧制得煅烧产物，然后将石墨与高铁酸钾在硫酸溶液中反应，再与硫酸铜和三氯化铁反应，并用双氧水还原制得反应固体，最后将氨纶、涤纶、煅烧产物与反应固体放入纺丝机中纺丝，并烘干制得防静电高强度医用面料，本发明将竹片依次放入碱液和酸液中浸泡提取出竹片中的植物纤维和纤维素，将植物纤维和纤维素放入马弗炉中，在无氧条件下碳化生成碳纤维，碳纤维具有良好的导电性，可以有效防止面料在摩擦过程中产生静电，本发明还以天然石墨为原料，在高铁酸钾的作用下氧化生成氧化石墨烯，并向氧化石墨烯中引入铜离子和铁离子，加强石墨烯的导电能力，使石墨烯纤维的导电效果增强，面料在摩擦过程中产生的静电可以迅速传导，从而进一步增强防静电效果；
（2）本发明利用竹片为原料制得碳纤维材料，竹基碳纤维具有良好的力学性能和机械性能，耐水性能优异，耐化学腐蚀性能极佳，同时竹纤维的管径大，所制得的碳纤维拥有较大的孔隙率，增强了面料的透气性，本发明还制得纳米石墨烯纤维，纳米石墨烯利用石墨烯的牢固空间结构使石墨烯纤维具有良好的力学性能，同时引入铜离子和铁离子，结合金属离子使石墨烯的力学性能进一步增强，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
称取500～600g竹片投入烧杯中，用质量分数为8～12%的氢氧化钠溶液浸泡，将烧杯放入水浴温度为95～100℃的水浴锅中，恒温反应3～4h，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗3～5次后，将滤渣投入烧瓶中；向上述烧瓶中添加质量分数为12～15%的硫酸溶液浸渍上述滤渣，将烧瓶放入水浴温度为95～100℃的水浴锅中，恒温反应3～4h，反应结束后自然冷却至室温过滤得到滤饼，将滤饼放入温度为85～90℃的烘箱中干燥2～3h，将干燥后的滤饼放入马弗炉中，在氮气氛围下升高温度至450～500℃，高温煅烧60～70min，放入研磨机中研磨得到煅烧产物，备用；按重量份数计，称取3～5份鳞片状天然石墨、7～9份高铁酸钾粉末、1.0～1.5份氯酸钾粉末放入研磨机中研磨过200目筛，得到过筛物，将过筛物与质量分数为30～40%的硫酸溶液按质量比1:5混合投入烧杯中，将烧杯放入冰水浴中，恒温反应30～40min，将水浴升温至40～45℃，恒温反应60～70min，过滤得到反应滤渣，将反应滤渣用蒸馏水清洗3～5次；按重量份数计，称取5～7份上述清洗后的反应滤渣、2.0～2.5份硫酸铜、2.0～2.5份三氯化铁和16～18份蒸馏水放入烧瓶中，将烧瓶放入水浴锅中，在水浴温度为60～65℃的水浴锅中，恒温反应40～50min制得混合分散液，再将烧瓶放入冰水浴中，向烧瓶中滴加混合分散液质量30～35%的质量分数为20～25%的双氧水，反应120～140min后过滤得到滤饼，分别用质量分数为10～15%的盐酸和蒸馏水依次清洗滤饼5～7次得到反应固体；将6～7份天然棉、2.5～3.0份氨纶、1.0～1.3份涤纶、2.0～2.4份备用的煅烧产物与2.0～2.4份上述反应固体混合并放入纺纱机中，在纺丝电压为10～12kV，流速为1.0～1.5mL/h，纺丝接受距离为8～10cm，空气相对湿度为40～45%的条件下纺纱制得预制面料，将预制面料放入烘箱中，在温度为45～55℃的条件下干燥2.5～3.0h，制得防静电高强度医用面料。
实例1
称取500g竹片投入烧杯中，用质量分数为8%的氢氧化钠溶液浸泡，将烧杯放入水浴温度为95℃的水浴锅中，恒温反应3h，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗3次后，将滤渣投入烧瓶中；向上述烧瓶中添加质量分数为12%的硫酸溶液浸渍上述滤渣，将烧瓶放入水浴温度为95℃的水浴锅中，恒温反应3h，反应结束后自然冷却至室温过滤得到滤饼，将滤饼放入温度为85℃的烘箱中干燥2h，将干燥后的滤饼放入马弗炉中，在氮气氛围下升高温度至450℃，高温煅烧60min，放入研磨机中研磨得到煅烧产物，备用；按重量份数计，称取3份鳞片状天然石墨、7份高铁酸钾粉末、1.0份氯酸钾粉末放入研磨机中研磨过200目筛，得到过筛物，将过筛物与质量分数为30%的硫酸溶液按质量比1:5混合投入烧杯中，将烧杯放入冰水浴中，恒温反应30min，将水浴升温至40℃，恒温反应60min，过滤得到反应滤渣，将反应滤渣用蒸馏水清洗3次；按重量份数计，称取5份上述清洗后的反应滤渣、2.0份硫酸铜、2.0份三氯化铁和16份蒸馏水放入烧瓶中，将烧瓶放入水浴锅中，在水浴温度为60℃的水浴锅中，恒温反应40min制得混合分散液，再将烧瓶放入冰水浴中，向烧瓶中滴加混合分散液质量30%的质量分数为20%的双氧水，反应120min后过滤得到滤饼，分别用质量分数为10%的盐酸和蒸馏水依次清洗滤饼5次得到反应固体；将6份天然棉、2.5份氨纶、1.0份涤纶、2.0份备用的煅烧产物与2.0份上述反应固体混合并放入纺纱机中，在纺丝电压为10kV，流速为1.0mL/h，纺丝接受距离为8cm，空气相对湿度为40%的条件下纺纱制得预制面料，将预制面料放入烘箱中，在温度为45℃的条件下干燥2.5h，制得防静电高强度医用面料。
实例2
称取550g竹片投入烧杯中，用质量分数为10%的氢氧化钠溶液浸泡，将烧杯放入水浴温度为97℃的水浴锅中，恒温反应3h，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗4次后，将滤渣投入烧瓶中；向上述烧瓶中添加质量分数为13%的硫酸溶液浸渍上述滤渣，将烧瓶放入水浴温度为97℃的水浴锅中，恒温反应3h，反应结束后自然冷却至室温过滤得到滤饼，将滤饼放入温度为87℃的烘箱中干燥2h，将干燥后的滤饼放入马弗炉中，在氮气氛围下升高温度至475℃，高温煅烧65min，放入研磨机中研磨得到煅烧产物，备用；按重量份数计，称取4份鳞片状天然石墨、8份高铁酸钾粉末、1.3份氯酸钾粉末放入研磨机中研磨过200目筛，得到过筛物，将过筛物与质量分数为35%的硫酸溶液按质量比1:5混合投入烧杯中，将烧杯放入冰水浴中，恒温反应35min，将水浴升温至43℃，恒温反应65min，过滤得到反应滤渣，将反应滤渣用蒸馏水清洗4次；按重量份数计，称取6份上述清洗后的反应滤渣、2.3份硫酸铜、2.3份三氯化铁和17份蒸馏水放入烧瓶中，将烧瓶放入水浴锅中，在水浴温度为63℃的水浴锅中，恒温反应45min制得混合分散液，再将烧瓶放入冰水浴中，向烧瓶中滴加混合分散液质量33%的质量分数为23%的双氧水，反应130min后过滤得到滤饼，分别用质量分数为13%的盐酸和蒸馏水依次清洗滤饼6次得到反应固体；将6份天然棉、2.8份氨纶、1.1份涤纶、2.2份备用的煅烧产物与2.2份上述反应固体混合并放入纺纱机中，在纺丝电压为11kV，流速为1.4mL/h，纺丝接受距离为9cm，空气相对湿度为43%的条件下纺纱制得预制面料，将预制面料放入烘箱中，在温度为50℃的条件下干燥2.7h，制得防静电高强度医用面料。
实例3
称取600g竹片投入烧杯中，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液浸泡，将烧杯放入水浴温度为100℃的水浴锅中，恒温反应4h，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗5次后，将滤渣投入烧瓶中；向上述烧瓶中添加质量分数为15%的硫酸溶液浸渍上述滤渣，将烧瓶放入水浴温度为100℃的水浴锅中，恒温反应4h，反应结束后自然冷却至室温过滤得到滤饼，将滤饼放入温度为90℃的烘箱中干燥3h，将干燥后的滤饼放入马弗炉中，在氮气氛围下升高温度至500℃，高温煅烧70min，放入研磨机中研磨得到煅烧产物，备用；按重量份数计，称取5份鳞片状天然石墨、9份高铁酸钾粉末、1.5份氯酸钾粉末放入研磨机中研磨过200目筛，得到过筛物，将过筛物与质量分数为40%的硫酸溶液按质量比1:5混合投入烧杯中，将烧杯放入冰水浴中，恒温反应40min，将水浴升温至45℃，恒温反应70min，过滤得到反应滤渣，将反应滤渣用蒸馏水清洗5次；按重量份数计，称取7份上述清洗后的反应滤渣、2.5份硫酸铜、2.5份三氯化铁和18份蒸馏水放入烧瓶中，将烧瓶放入水浴锅中，在水浴温度为65℃的水浴锅中，恒温反应50min制得混合分散液，再将烧瓶放入冰水浴中，向烧瓶中滴加混合分散液质量35%的质量分数为25%的双氧水，反应140min后过滤得到滤饼，分别用质量分数为15%的盐酸和蒸馏水依次清洗滤饼7次得到反应固体；将7份天然棉、3.0份氨纶、1.3份涤纶、2.4份备用的煅烧产物与2.4份上述反应固体混合并放入纺纱机中，在纺丝电压为12kV，流速为1.5mL/h，纺丝接受距离为10cm，空气相对湿度为45%的条件下纺纱制得预制面料，将预制面料放入烘箱中，在温度为55℃的条件下干燥3.0h，制得防静电高强度医用面料。
对比例
以宁波市某公司生产的医用面料作为对比例 对本发明制得的防静电高强度医用面料和对比例中的医用面料进行检测，检测结果如表1所示：
电磁屏蔽效能测试
按照《SJ20524-95材料屏蔽效能的测量方法》进行测试。
撕裂强度测试
采用标准ISO13937-2:2000进行测试。
电荷面密度测试
参照标准GB/T12703.2-2009进行测试。
摩擦静电电压测试
参照标准GB/T12703.5-2010进行测试。
表1性能测定结果
由表1数据可知，本发明制得的防静电高强度医用面料，具有优良的阻微生物穿
透性、抗渗水性、抗静电性和极佳的抑菌率，同时还能防辐射、防感染，穿着时舒适、轻柔、透气，具有良好的市场前景。

Claims (6)

1.一种防静电高强度医用面料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
称取500～600g竹片投入烧杯中，用氢氧化钠溶液浸泡，将烧杯放入水浴锅中，恒温反应，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗3～5次后，将滤渣投入烧瓶中；
向上述烧瓶中添加硫酸溶液浸渍上述滤渣，将烧瓶放入水浴锅中，恒温反应3～4h，反应结束后自然冷却至室温过滤得到滤饼，将滤饼放入烘箱中干燥，干燥后放入马弗炉中，在氮气氛围下升高温度，高温煅烧，放入研磨机中研磨得到煅烧产物，备用；
按重量份数计，称取3～5份鳞片状天然石墨、7～9份高铁酸钾粉末、1.0～1.5份氯酸钾粉末放入研磨机中研磨过200目筛，得到过筛物，将过筛物与硫酸溶液按质量比1:5混合投入烧杯中，将烧杯放入冰水浴中，恒温反应30～40min，将水浴升温至40～45℃，恒温反应60～70min，过滤得到反应滤渣，将反应滤渣用蒸馏水清洗3～5次；
按重量份数计，称取5～7份上述清洗后的反应滤渣、2.0～2.5份硫酸铜、2.0～2.5份三氯化铁和16～18份蒸馏水放入烧瓶中，将烧瓶放入水浴锅中恒温反应制得混合分散液，再将烧瓶放入冰水浴中，向烧瓶中滴加混合分散液双氧水，反应120～140min后过滤得到滤饼，分别用盐酸和蒸馏水依次清洗滤饼5～7次得到反应固体；
将6～7份天然棉、2.5～3.0份氨纶、1.0～1.3份涤纶、2.0～2.4份备用的煅烧产物与2.0～2.4份上述反应固体混合并放入纺纱机中纺纱制得预制面料，将预制面料放入烘箱中干燥，制得防静电高强度医用面料。
2.根据权利要求1所述的一种防静电高强度医用面料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为8～12%，水浴锅的水浴温度为95～100℃，恒温反应时间为3～4h。
3.根据权利要求1所述的一种防静电高强度医用面料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的硫酸溶液的质量分数为12～15%，水浴锅的水浴温度为95～100℃，烘箱中的温度为85～90℃，干燥时间为2～3h，马弗炉中的温度为450～500℃，高温煅烧60～70min。
4.根据权利要求1所述的一种防静电高强度医用面料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的硫酸溶液的质量分数为30～40%。
5.根据权利要求1所述的一种防静电高强度医用面料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的水浴锅中的水浴温度为60～65℃，恒温反应时间为40～50min，双氧水的质量分数为20～25%，盐酸的质量分数为10～15%。
6.根据权利要求1所述的一种防静电高强度医用面料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的纺纱机中的纺丝电压为10～12kV，流速为1.0～1.5mL/h，纺丝接受距离为8～10cm，空气相对湿度为40～45%，烘箱中的温度为45～55℃，干燥时间为2.5～3.0h。
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