盧森

摘要：為提升防護服的防護性能，將固含量高、使用方便、安全無毒的熱熔膠材料合理應用于防護服領域，實現(xiàn)功能面料的粘結(jié)復合以及對防護服接縫處的加固與連接，保證防護服的密封性和安全性，提升防護服的綜合性能。文章介紹了熱熔膠的性質(zhì)及與面料的粘結(jié)機理，對熱熔膠在防護服中的應用進行了分析，展望了熱熔膠在防護服領域的創(chuàng)新發(fā)展。

關鍵詞：熱熔膠，防護服，防護性能

0.引言

防護服具有力學性能優(yōu)異、耐靜水壓、抗?jié)B透等功能，可有效保護工作人員免于受到外界污染物的傷害，起到物理隔離的作用，在工業(yè)、電子、醫(yī)療、防化等領域應用廣泛。特別是自2019年底，新型冠狀病毒肺炎疫情大爆發(fā)，短短數(shù)月疫情肆虐、蔓延至世界各地，在對抗新型冠狀病毒肺炎疫情的過程中，防護服在保護工作人員的生命安全方面發(fā)揮了舉足輕重的作用。

目前，市場上防護服種類繁多，醫(yī)用防護服大多都是以非織造布作為主要面料，主要包括覆膜無紡布、聚丙烯紡粘布、聚酯纖維、聚丙烯紡粘-熔噴-紡粘復合非織造布等，近幾年，隨著防護服使用環(huán)境的日益復雜，為了更好的平衡安全性和舒適性間的關系，一些功能型復合面料應運而生，而在材料的復合過程中，粘接劑是一種十分關鍵的材料。粘接劑的種類多樣，其中，熱熔膠是粘接劑中的重要代表，具有粘接強度高，使用安全、無毒、易操作等優(yōu)勢，在諸多行業(yè)扮演了重要角色，特別是近幾年一些新型熱熔膠的研制，使得熱熔膠在防護服領域的應用大放異彩[1，2]。熱熔膠在防護服中的應用主要體現(xiàn)在兩個方面，一是作為一種粘接劑，用于復合非織造布的粘接復合;二是通過制備成熱熔膠條，來對防護服的接縫處進行加固與連接，從而保證防護服的密閉性和使用安全性。目前，熱熔膠正逐步取代傳統(tǒng)的溶劑性膠水，有效解決了溶劑膠使用過程環(huán)境污染大、溶劑回收難、生產(chǎn)效率低下等問題。隨著防護服產(chǎn)量的提升，對防護服綜合性能的日益增高，新型熱熔型粘合劑產(chǎn)品的引入，以其本身環(huán)保、無毒、生產(chǎn)線短等優(yōu)勢在防護服上得到了良好的應用。

1.熱熔膠的性能

1.1熱熔膠類型和特點

熱熔膠種類繁多[3]，其中，幾種主要類型熱熔膠及其代表產(chǎn)品性能特點：柔軟性好，防水特性強;強度高、彈性佳、機械性能優(yōu)異、易于操作，適宜高速自動化生產(chǎn)、無污染、環(huán)保、高效;多用于金屬材料的粘接，在電子元器件粘接上應用較多。

在防護服領域，熱熔膠應用方式主要是以熱熔膠膜或熱熔膠帶的方式對材料進行黏合，熱熔膠類型主要有熱塑性和反應型，熱塑性膠水固化后存在的問題是高溫時會軟化，強度下降，膠層易開裂、脫落;濕氣固化反應型聚氨酯（PUR熱熔膠）屬于反應型膠水，是一種新型的熱熔膠，近幾年在織物復合方面體現(xiàn)出較大的優(yōu)勢，其粘接機理是以異氰酸酯基（-NCO），即-N=C=O，不飽和鍵的存在，使得化學性質(zhì)活潑，由于O原子和N原子上電子云密度大，O原子的電負性大，能夠?qū)原子吸引過來形成-OH，但不飽和碳原子上的-OH極其不穩(wěn)定，因而重新排列成氨基甲酸酯;而C原子的電子云密度最低，具有較強的正電性，因此容易受到親核試劑的攻擊。PUR熱熔膠的固化過程是通過和空氣中的水汽發(fā)生反應，固化速度快，提升了生產(chǎn)效率，還有效提升了防護服的透氣性、舒適度和彈性，使得產(chǎn)品的質(zhì)量得到了大幅提升。

2.熱熔膠在防護服中的應用分析

以醫(yī)用一次性防護服為例，其制作工藝流程如圖1所示。

2.1熱熔膠用于與非織造布的粘接與復合

對于防護服加工成型復合工藝中熱熔膠的選擇要求較高，多選用熱熔網(wǎng)膜，熱熔膠的黏合過程首先是對纖維材料的浸潤和滲透，一般熱熔膠與纖維材料的浸潤越完全，則黏合效果越好，固體、液體的表面張力及固-液界面張力分別用 ，θ為接觸角，其中：三力達到平衡時即構(gòu)成公式： ，當θ無限接近0°，即為固體臨界表面張力 ，可見，材料的 越大，則與熱熔膠間的θ就越小，熱熔膠就越容易浸潤織物，醫(yī)用防護服面料由于多采用PP、PET和PE作為主要原料。

熱熔膠和纖維均屬于高聚物，在一定條件下，分子或分子鏈段發(fā)生運動，熱熔膠與纖維分子間發(fā)生相互擴散作用，通常，熱熔膠與纖維間的黏合力主要有兩種方式：（1）機械嵌入式結(jié)合。即熱熔膠滲透到纖維間的毛細孔隙后，固化并鑲嵌在纖維間，并和纖維連接在一起，其中織物表面的粗糙程度、毛細管的大小、熱熔膠的黏度是影響機械嵌式結(jié)合的重要影響因素;（2）分子間作用力結(jié)合。包括范德華力、氫鍵和化學鍵。

2.2熱熔膠帶用于防護服縫線處的密封

一般而言，防護服的縫線處是薄弱環(huán)節(jié)，一旦處理不當，極易引起液體、病毒和細菌的進入，影響工作人員健康安全，因此，對防護服縫線處的處理十分關鍵。傳統(tǒng)的處理方式是以溶劑膠的涂布為主要生產(chǎn)過程，該過程在生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要使用大量的甲苯作為溶劑載體，對環(huán)境污染大，治理成本高，更重要的是收卷耗時長，生產(chǎn)效率低下;而采用熱熔膠處理克服了以上問題，無需使用有毒有機溶劑，環(huán)境友好，并且大大減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝，顯著提升了生產(chǎn)效率，生產(chǎn)工時提高了近26倍，有效緩解生產(chǎn)壓力，降低生產(chǎn)成本。

縫線處多選用熱熔膠條，其中在選擇熱熔膠條時要依據(jù)防護面料的材質(zhì)、耐溫情況等進行分析，結(jié)合織物結(jié)構(gòu)及規(guī)格，織物的緊度、厚度、耐溫情況等進行綜合考慮，這會影響到熱熔粘合劑對織物的浸潤，從而影響粘合強力。通?；闹饕袦炀]布基、聚酯布基和PE-EVA基體，一般滌綸布、聚酯布條主要用于高端防護服;PE-EVA基多用于中低端防護服、隔離衣、手術衣等。熱熔膠條的制備工藝主要有兩種方式：刮膠法和流延法，其中，刮膠法膠箱施膠溫度控制在130-160℃，流延法施膠溫度：90-110℃，控制涂布基材距離流延頭小于5cm，兩種工藝均可采用風冷降溫方式，收卷線速度為10-18米/Min，線速度可根據(jù)自然環(huán)境溫度進行調(diào)整，1次收卷后，待冷卻徹底，進行二次復卷收卷。

采用廣東欣濤公司生產(chǎn)的熱熔膠條應用于防護服，經(jīng)檢測，各項指標性能優(yōu)異，符合實際應用要求。具體情況見表1。

3.熱熔膠應用于防護服的技術關鍵

首先，復合過程中層壓工藝參數(shù)的控制是十分關鍵的，熱熔膠層壓工藝的溫度、壓力、時間工藝參數(shù)會對品質(zhì)產(chǎn)生重要影響，這主要是因為溫度和時間會對熱熔膠的固化率產(chǎn)生重要影響;其次，還要注重對熱熔膠黏度及涂膠量的控制，通常，熱熔膠黏度較低時，流動性大，更易于滲透面料，但如果黏度過低，就容易導致膠層“滲透”，嚴重影響了面料的外觀品質(zhì)和舒適性，但黏度過大，又會造成分離難，不利于涂層轉(zhuǎn)移，因此，合理控制膠的黏度是尤為必要的，一般以涂層轉(zhuǎn)移無拉絲、層壓復合不透膠為宜。并且，還要合理控制膠量，如果膠量過多，影響粘接性能，膠量過高又會造成一定的浪費，提升生產(chǎn)成本[4]。

4.結(jié)論

目前，熱熔膠在防護服上的應用價值日益凸顯，開發(fā)新型熱熔膠，不斷適應新型纖維材料的升級是關鍵，今后防護服的發(fā)展趨勢將是研發(fā)新型可循環(huán)多次使用的防護服和可生物降解的防護服，因此，未來防護服專用熱熔膠技術也應向著反應型熱熔膠以及功能型的熱熔膠等為代表的趨勢發(fā)展。

參考文獻：

[1]崔健.PUR熱熔膠在無針縫服裝中的應用及展望[J].中國設備工程，2019（6）：223-225.

[2]趙國樑，黃竻丹，梁日輝，等.醫(yī)用防護服材料制備與評價技術現(xiàn)狀[J].北京服裝學院學報（自然科學版），2020，40（2）：1-14.

[3]鄭萌，羅鑫，陳婧泠，等.醫(yī)用熱熔膠的研究與應用[J].中國組織工程研究，2016，38（20）：5758-5763.

[4]張連坤，孫道林，邢利兵，等.熱熔膠膜復合面料固化牢度工藝的研究[J].山東紡織科技，2016（1）：4-6.