摘要：簡要介紹了醫療防護服用防水透濕膜的功能與種類、醫療組隔膜的機理以及熱塑性聚氨酯（TPU）防水透濕膜的透濕原理與性能。比較了TPU防水透濕膜與聚乙烯微孔膜的透濕及拉伸性能，測試了TPU防水透濕薄膜的生物阻隔性能以及制作的醫療防護服的防護性能。研究和測試結果表明，用TPU防水透濕膜復合無紡布制作的醫療防護服，完全可以滿足醫療防護的需求，符合國標GB19082-2009要求。

1、防水透濕型薄膜簡述

  理想的醫用防護服具有多重功能，一是能保護醫護人員免受有毒有害的液體、氣體或具有傳染性的病毒和微生物侵襲；二是能排汗且穿著舒適；三是要具備抗菌性及防致敏性，不會危害人體健康；四是能耐消毒并有一定的阻燃性。醫用防護服的防細菌和防病毒的功能主要來自醫療防護服用薄膜。醫療防護薄膜必須可防止細菌泳移、阻隔病毒穿透，減少交叉感染。醫療防護薄膜從透濕阻隔原理區分為微孔透氣型薄膜與防水透濕型薄膜兩類。從材料品種上則分為聚乙烯（PE）微孔醫用防護薄膜、聚四氟乙烯（PTFE）微孔薄膜、熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）高透濕薄膜、熱塑性聚醚酯彈性體（TPEE）薄膜等幾類。

（1）微孔透氣型薄膜

      此類薄膜上有大量通透的微孔，微孔直徑小于2um,水滴的直徑一般大于100um，水蒸氣分子的直徑約0.4nm，空氣分子的直徑小于水分子。所以水蒸氣和空氣可以通過，而液體水則由于表面張力的束縛不能通過。細菌和病毒的直徑雖小于1um，但由于大多存在于液體水中，所以絕大多數不能通過，從而起到防護作用。

       微孔薄膜的阻水能力與孔徑成反比，透濕性與孔徑及數量成正比。微孔越小阻隔性越好，防護能力也越好，但透氣透濕性越差。PTFE膜和PE微孔膜都屬于該類產品。

（2）無微孔的防水透濕型薄膜

       沒有微孔的防水透濕型薄膜一般是親水型透濕薄膜，膜上沒有通透的微孔，其透濕性是通過大分子鏈上的親水鏈段實現的。由于含有親水鏈段，所以在氫鍵、范德華力等分子間力的作用下，大分子會在濕度較高的一側吸收水分，并通過分子遷移與擴散，傳遞到濕度較低的一側揮發，從而起到透濕作用。但由于沒有孔道，所以空氣、液體水都不能通過。大多數常見細菌和病毒的直徑在20~300nm之間，遠遠大于水分子的直徑，也無法通過，從而起到防護作用。親水型薄膜的透濕性與材料的化學組成和薄膜厚度有關，薄膜越薄，透濕性越好。通常說的TPU防水透濕膜屬于該類薄膜。

        可以看出，單從阻隔與防護功能看，親水型無微孔防水透濕型薄膜要好于微孔透氣型薄膜。

        下文主要介紹親水性的TPU防水透濕薄膜。

2、TPU防水透濕膜的原理及其特性

        TPU防水透濕薄膜采用透濕型TPU為原料生產。透濕型TPU一般是以水溶性的聚氧化乙烯二醇和4，4‘-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）和1，4-丁二醇為主要原料合成。其軟段有較高的親水性，水分子可以通過吸附滲透到透濕型TPU軟段中，并通過遷移從濕度高的地方遷移到濕度低的地方，然后緩慢脫離并揮發，因此這種薄膜具有透濕功能。由于薄膜上沒有孔道，氣體和液體無法通過，所以又具有防水阻隔功能，可以用于醫療防護服的制作。

        TPU防水透濕薄膜的透濕性能測試方法可按照國標GB/T12704-2009、美國標準ASTM E96BW-2016、日本工業標準JIS L1099B-1的測試方法進行。由于具體測試方法不同，所以按這3個標準的測試結果也不同，相互之間沒有可比性。企業在生產與應用中，3個標準都有使用。TPU防水透濕薄膜具有優異的透濕功能，其單膜透濕量美標可大于1000g/（m²·24h），日標可大于120000g/（m²·24h）。TPU防水透濕膜的透濕性能與TPU大分子中聚氧化乙烯鏈段的含量有直接的關系，聚氧化乙烯鏈段含量越高，透濕性能越好。

       TPU防水透濕薄膜具有TPU材料的優點：

       （1）非常好的強度和彈性，拉伸強度可達50Mpa以上，斷裂伸長率可達600%以上；

       （2）優良的低溫性能與耐曲撓性，在-40℃仍具有柔性；

       （3）非常好的柔軟性和手感，并非常方便防護服的運輸與穿著；

       （4）可制成各種顏色，能賦予防護服時裝的美感；

       （5）良好的附著性，可以采用涂膠、熱熔膠膜等方式進行粘合復合；

       （6）較低的熔點，可以方便地采用熱壓、高頻焊接的方式進行復合加工。

3、TPU防水透濕膜與PE微孔透氣膜的比較

  目前，一次性防護服多用PE微孔透氣膜作為醫療組隔膜。為了考察TPU防水透濕膜的性能可否滿足防護服的要求，本研究將擬用于防護服的新型TPU防水透濕膜與目前防護服使用的2種不同厚度的PE微孔透氣膜進行對比測試，結果見表1.

                                        表1  TPU醫療防護膜與PE微孔透氣膜性能比較

      從表1可以看出，TPU防水透濕膜在強度上與PE微孔膜不相上下，耐水壓和透濕方面好于PE微孔膜，耐熱性能、伸長率則大大超過PE微孔膜。該薄膜在材料性能方面完全可以滿足醫療防護服的制作，具有耐高溫消毒、柔軟、手感好、透濕能力強且穿著舒適的優點。