新型纤维将助力医卫防护用品大变样！

本刊记者-郭春花

庚子年始，一场突如其来的疫情打乱了人们正常生活的节奏，一时间，口罩、防护服等医卫用纺织品接连告荒。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和不足引起了行业的关注。

自疫情爆发以来，国家先进功能纤维创新中心（以下简称“创新中心”）就积极行动投入到应对新冠肺炎疫情医疗物资保障相关的科研“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、发展现状和存在的问题，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。为了更加明晰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等。

“战疫之基·医用纤维未来走向” 系列报道（三）

变色预警口罩、智能化多功能防护服......新型纤维将助力医卫防护用品大变样！

新冠肺炎疫情的爆发，让医疗与卫生用品再次显示了其重要性和不可或缺性。随着民众对医用防护用品需求的不断增长，以及国家对医用防护用品研发的日益重视，医用防护用品将迎来利好机遇。未来医用防护品将如何发展，作为基础材料的纤维应该如何发力？本期，我们邀请到来自东华大学的三位专家，共同探讨医用防护品的未来前景。

本期嘉宾

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

东华大学教授、博导，教育部产业用纺织品研究中心副主任 靳向煜

东华大学研究院副院长、国家先进功能纤维创新中心负责人 王华平

经过此次疫情，人们的个人安全防护意识逐渐增强，公众对于防护用品的重视程度有所提升，您认为今后医卫防护用纺织品的前景如何，纤维材料产业应在哪些地方发力？

靳向煜

通过此次疫情，今后人们对防花粉、防雾霾、防流感、防病菌等不同功能口罩的需求会不断增加，这将带动整个口罩行业的质量持续提升与规模不断扩大。建议国内口罩、防护服生产企业应该进一步提升产品品质，尤其是技术装备智能化和品牌的建设，并在防护性和舒适性这两大关键性能上逐步做到最优化的平衡。

以口罩为例，它的原材料主要由纺粘非织造材料、熔喷非织造材料、热风非织造布、针刺非织造材料，以及耳带、鼻梁条等辅料构成。其中，熔喷非织造材料作为口罩的核心过滤层，具有纤维细度细（平均纤维直径2-4m）、孔径小、比表面积大、孔隙率高等特点，使熔喷非织造材料具有一定的透气性与优良的过滤功能。

特别是我国，在经过2003年的“非典”、2009甲流H1N1以及2014年前后的雾霾事件后，熔喷非织造过滤材料技术快速发展，逐步建立起了由聚丙烯树脂原料、纺熔设备制造、纺粘/熔喷法生产、口罩加工等完整的工业制造体系，整体技术实力已达到国际先进水平。生产高效低阻熔喷过滤材料的技术关键技术主要有以下几点。

一是熔喷纤维直径纳米化技术。通过改良喷丝板结构设计与选用高熔指聚合物切片的方法，减小熔喷材料直径，提高过滤效率。例如一些先进的喷丝板的喷丝孔最小直径可达为0.10mm，孔密度超过3937孔/m），有助于熔喷纤维的超细化生产。

二是驻极处理技术。在熔喷过滤材料的产业化生产中，驻极技术尤为重要。驻极处理可在不影响材料结构和不增加过滤阻力的情况下，显著提高过滤效率。我国驻极技术种类较多，电晕驻极技术最为常见，另外还有水驻极与热气流驻极等技术。在电晕驻极中，75℃环境中驻极效果更好，温度越高，驻极电荷可以从“浅阱”移动到“深阱”中，使电荷存储更加稳定；温度升高后可提高电荷迁移率，使更多的电荷存储到材料内部，提高电荷存储量；同时，加热状态下可以降低空气湿度，延缓电荷衰减。

三是聚合物改性技术。通过无机物/有机物改性树脂的方法，增强驻极效果，可提高熔喷材料的过滤性能的时效性。采用聚合物改性及增能助剂添加技术，可突破熔喷非织造滤料存放时效短的共性技术问题，大大提升我国防护产品的战略储备能力。

上述指标对口罩滤材提出了较高要求，需要滤料生产企业具备一定的技术实力和生产经验积累，本次疫情期间新进熔喷行业的企业如果需要生产优质的口罩用滤材，需要加强理论、工艺技术、聚合物性能研究，或进行相关装备技术改造。未来，口罩和防护服行业竞争激烈，在供过于求的市场环境下，品质好的产品才能立于不败之地。

王华平

随着人们追求健康生活和自我保护意识不断增强，消费者对医卫防护材料特别是医用口罩及一次性医用防护服的需求量将快速增长。同时，随着全球气候的变化，国际社会将对医用防护纤维材料需求也将不断增加，但从目前全球范围来看，高品质及专业医用防护材料仍然存在巨大的缺口。

近年来，生物医用及防护材料已逐渐成为快速发展的新兴产业。在2013—2020年期间，国外医卫防护材料的年均增长率为8%，我国的年均增长率为22%，市场需求及产业增长迅速。随着社会的不断发展，医疗事业不仅对医卫防护材料的防护阻隔性能提出了越来越高的要求，而且对舒适性、卫生及防护性能也有定性定量的标准要求。因此，加速我国医卫防护纤维材料的研发是推动我国和谐、稳定、小康社会建设的迫切需求。

我国医用纺织品行业的发展从2000年之后才真正进入快速增长期。2009年产量达到59.5万吨，2010年超过70万吨。自2019年以来，许多医用纺织品企业发布了扩大生产和投产的计划，行业内并购频繁。随着国内医用纺织品市场需求的增加和各种行业标准的引入和提高，国内医用纺织品行业市场进一步规范，逐步进入健康稳定的发展阶段。在未来15—20年里，该行业将增长15%以上。高品质与专业化等高端医用纺织品已成为该行业的主要投资方向之一。根据相关数据，2018年中国医用纺织品消费需求超过50万吨，到2020年将超过60万吨，而经过这次全国性的新冠肺炎疫情，这一数据将会变得更大。

TAweekly

新冠肺炎疫情期间，一线医护人员被防护服浸湿的头发、衣裤，被口罩勒破的脸颊频频出现在公众视野中，不少医护人员表示，“每天最放松、舒服的时候，便是脱掉防护服的时刻。” 我们知道密封性好当然能更好地防护病毒，但是不透气等一些弊端未来是否能有改进？纤维产业作为基础材料应如何改进？

王华平

现有防护服由于透气性差，口罩勒得太紧，让医护人员感到很不舒服，这其实给防护材料研究指出了新方向。比如像运动员穿的衣服，其透水性可达10kg／m2／d，如果将同样的材料、结构用到防护服上来，是不是能够达到要求？再比如口罩用弹性纤维材料，如果能研发出恒应力的材料，就会减少对医护人员脸部的伤害。

科研要真正面向需求，尤其对于工科来说。研究人员要多关注一线问题，研究实际工作环境条件下的应用机理，而不是在实验室中闭门造车。中国创造需要在细节上进行突破，有很多小创新、大市场的东西值得我们去做。

朱美芳

面对突如其来的新冠肺炎疫情，东华大学的纤维材料改性国家重点实验室急国家所急，紧急启动了“新型冠状病毒医卫防护材料应急专项”科技攻关，其中的一个重点任务目标就是，让护目镜、防护服穿戴后不再感觉难受，让一线医护人员能够更舒服地工作。

我们的应急科技项目主要涉及医用防护口罩滤料、护目镜、防护服面料等医用防护制品和卫生用品材料开发；防护材料的防护性改善研究（密封性、液体阻隔性、颗粒阻隔性、病毒阻隔性）；防护材料的安全卫生性改善研究（抗菌性、皮肤刺激性）；防护材料的服用性、舒适性改善研究（强度、尺寸稳定性、透湿性、疏水性、亲水性）等等。还有一项研究也很值得期待，就是要开发一种具有灭病毒、传感、显色功能的智能防护口罩。

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抗争、适应的过程。特别是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、耐火耐热性等各种极限，这意味着未来的医卫防护用品、服装等将被注入越来越多的特殊功能。

TAweekly

这几年我国医卫防护用品有什么进展？您认为未来医卫防护用品的发展趋势是什么？

王华平

相对于欧美等国，我国医用防护服材料起步较晚，在国内医疗机构除了部分有特殊需求的手术外，大部分医生一般首选手术衣为棉布。虽然传统的棉手术衣在干燥状态下阻隔一定量的微生物，在沾血或潮湿状态下防护效果大大降低，无法阻隔病原菌渗透防护服，极易对人体造成感染。

我国在2003年传染性非典型肺炎大规模流行期间，由解放军后勤部军需装备研究所和相关公司合力设计开发了一种能对病毒穿透织物侵染肌体起到一定的防护作用的SERS防护服，用Crosstech材料（三层织物贴合，中间为医用膜结构）制成防水透气抗菌服装。但由于医疗机构采购技术的审核标准较低，所以当时市场的主流还是选用传统的手术衣。

我国复合材料衣在近几年发展迅速，复合材料手术衣具有重量小、防水、透气的优势。如果将用于制作冲锋衣的防水透气功能的复合材料应用在手术衣上便能达到兼具防护与舒适的功能。虽然复合材料手术服的成本高于全棉手术服，但复合材料手术衣可以多次洗涤，可重复利用性更高。目前国内外使用的手术衣面料大都采用聚丙烯纺粘—熔喷一纺粘复合非织造布（即SMS或SMMS）[24]。该材料经“三防”整理后，一方面能够有效防水、防污、防渗透，阻隔性能优异，免除了造成大量医护人员因为医疗织物引起的感染问题；另一方面解决了一次性防护服防护性能差、透气性差问题，更解决了废弃医用织物处理产生的环境污染和一次性无纺布医用织物高成本问题。

手术

总体来看，国际上医用纺织科技产品的发展方向势必将朝着可降解、复合化、功能化、微创化、智能化方向发展。生物医用纺织材料的发展除了加强前沿基础研究外，还要提高我国高端生物医用纺织品原创及自主创新能力。今后要保障产品从原料到制造再到使用全过程的认证，除了使产品通过抗菌性等表面活性技术，还要解决应对未来外科无创手术、伤口缝合前消毒等新要求的关键技术，以顺应医疗市场拓展的潮流。

TAweekly

您设想一下未来口罩、防护服等医卫防护用品将是什么样？

靳向煜

口罩和防护服、隔离服、膜各类相关材料要立足于国产化。在各种先进材料和技术的发展下，未来的防护服可以是采用正压防护体系智能化设计，即防护服自身携带风机、电池及过滤单元，靠这些单元往防护服内输送无病毒的空气。这样不仅能大幅提高防护服的安全性，还能够提供穿戴者呼吸用的新鲜空气,将热量与水蒸气带走，降低起雾，提高穿着舒适性。为方便沟通，其内部也可以配置智能化装备如蓝牙、对讲机等。

相信上述的研发方已有新的的研究进展。无论是非织造基布覆膜而成的医用防护服面料，还是闪蒸法制备而成的医用防护服面料，由于多采用PP和PE作为主要原料，该面料容易产生摩擦起静电，影响医护过程中的使用性能。因此一般在完成面料生产后，需要进行抗静电处理。SFS或SF覆膜非织造材料也是采用抗静电剂整理的方法，赋予材料抗静电性能。而新型的木浆复合水刺非织造技术，防护材料由于含有亲水性纤维木浆，不需要再经过任何抗静电整理。

防护服必须具备良好的防护性和满足不同使用场合的功能性，如阻燃隔热、防辐射、耐酸耐碱性、抗撕裂和刺穿、液体阻隔性、气密性等。根据不同防护目的、应用场合以及防护原理，设计和制造防护服需要满足以上一种或多种功能性以达到所需的防护效果。

朱美芳

在未来人类抗击病毒的战斗中，“新型纤维”有望大显身手：比如，在健身房里做运动，外套随手一搁；去公共浴场泡澡，内衣往更衣箱里一塞。在公共场所不经意的举动，往往会让衣物置身于病菌威胁中。如今不用为此提心吊胆了，因为一系列“抗菌服”和抗菌制品已经面市——穿上它就能抵御细菌侵入。那么，在此基础上，是否利用新型纤维做出一件“抗病毒服”，它自身就能消灭新冠病毒，并可重复循环使用，医护人员也不必再担心“浪费”而长时间不喝水、不上厕所了。 又比如，现在我们戴口罩只是起到隔离病毒的作用，能否用上“新型纤维”，未来的口罩可以直接杀死病毒；或者，当某一病毒侵袭的时候，口罩能够变色预警。

TAweekly

非常感谢三位专家的讲解，相信在各位专家的引导下，在产业链上下游各单位的配合下，我国医卫防护用品将迎来美好的发展。