抗疫大功臣！聚丙烯纤维的开发及其在医疗卫生领域的应用

摘 要：非织造布是一种环保型材料，具有柔韧质轻、价格低廉、可循环再用等优点。介绍了近年来非织造布专用聚丙烯纤维的开发进展及其在医疗卫生领域的应用情况，并在此基础上对非织造布的应用前景进行了展望。 

关键词：聚丙烯；非织造布；应用

近年来，随着消费水平和社会发展的提升，市场对高档医疗卫生材料的需求量越来越大，一次性医用非织造布呈现高速增长态势。在全国共同抗击新型冠状病毒的特殊时期，可抗菌的医用非织造布用品陆续进入各级医院的消毒供应中心，口罩也成为供不应求的必需品。用可抗菌的非织造布制品代替传统纺织品已成为一种新的发展趋势。 

目前主要用于生产非织造布的纤维有聚丙烯、聚酯、黏胶等，其中约63%的生产原材料是聚丙烯纤维。据数据统计，2019 年国内纤维级聚丙烯产量约170万t，同比2018年增长7.5%，在未来几年仍有较大的增长空间。

聚丙烯纤维是以丙烯为单体聚合而成的聚合物，是一种性能优良的热塑性合成树脂，具有良好的力学性能、耐热性能和优异的加工性能，性价比高，在使用和后处理的整个周期中都是非常环保的材料，被认为是生产非织造布的理想原材料。

非织造布是采用可纺织的纤维，通过纤网成形或固化成形等方法使纤维结合在一起，形成一种处于布和纸之间的新型材料。根据生产工艺可分为熔喷、纺黏、热黏合、缝编、熔喷和纺黏复合(SMS) 等非织造布，其中纺黏法和熔喷法生产的非织造 布所占市场份额较大。

纺黏非织造布亦称长丝非织造布，是聚丙烯熔融后经挤出纺丝、拉伸、铺网、黏合成形制成。熔喷非织造布是聚丙烯熔融挤出直到纤维形成、冷却、成网、加固成布。非织造布具有结构独特、安全环保、产品性能优异等优点，近年来发展十分迅速，特别是在医疗卫生领域，具有十分广阔的发展空间。

1 非织造布专用聚丙烯的开发情况 

1.1 技术要求

非织造布专用聚丙烯一般为高熔融指数纤维级聚丙烯，随着纺丝速度的提高和纤维越来越细，对聚丙烯树脂的性能要求也进一步提高：

①高熔融指数。熔体黏度低，非织造布的面密度小，为保证非织造布的柔软性，通常医疗卫生领域非织造布所用聚丙烯树脂的熔融指数要求为3.0~3.5 g/min。

② 窄相对分子质量分布。熔体内的长分子链少，黏度也较低，能降低剪切速率对熔体黏度影响的敏感性，同时也使熔体弹性减小，有助于纤维直径保持均一，通常聚丙烯相对分子质量分布保持在2~4之间。

③高等规度。等规度指数>97.0％，使树脂具有更高的结晶度。

④低灰分、低挥发分。若灰分含量过高，加工时不熔物质多，易引起喷丝孔堵塞；而挥发分过高则可能引起纤维断丝。

1.2 生产方法 

高熔指聚丙烯可以在大型聚丙烯装置上开发，也可以直接购买聚丙烯粒料进行改性，但是为了确保产品质量稳定，在连续生产的聚丙烯装置上进行开发是较好的方法。依据生产过程的不同，可分为降解法和氢调法。

降解法也称可控流变法，是在聚合装置生产低熔指粉料的基础上，在挤压造粒阶段加入液体或固体过氧化物降解，得到高熔融指数、窄分子质量分布的产品。降解法生产过程便于控制，操作方便，可以大幅度减少牌号切换过程中的过渡料，但是该 方法生产的高熔指聚丙烯产品质量不稳定，加入过氧化物会使产品气味较大，挥发分较高，残留的过氧化物会造成聚丙烯粒料的降解，影响产品的外观和加工性能。

氢调法是在聚合过程中通过加入较多的分子质量调节剂——氢气来降低聚丙烯分子质量，从而生产出较高熔融指数的聚丙烯产品。该工艺不但降低了生产成本，而且对环境无污染，没有任何气味，产品更适合用于生产医疗卫生领域非织造布。

1.3 开发现状 

国外聚丙烯纤维产业起步较早，早在 20 世纪初，国外就有企业进行聚丙烯纤维料的研制和开发，采用有机过氧化物对聚丙烯树脂进行改性处理，从而提高终产品的流动性和可加工性。目前国外非织造布专用聚丙烯树脂生产企业如表 1 所示。

表1 国外非织造布专用聚丙烯树脂牌号

我国的非织造布工业发展缓慢，20世纪70年代才开始聚丙烯纤维的研发。1980年，我国的非织造布产量仅5000 t，发展严重滞后。

直到1988年，我国燕山石化公司首次开发出国外同类水平的高熔指聚丙烯树脂，随后我国其他石油化工企业也相继研发生产出不同的聚丙烯纤维，20 世纪末又相继开发出了阻燃、抗菌、抗紫外、抗老化等差别化聚丙烯纤维。越来越多的聚丙烯纤维料产品进入市场，用于手术衣、防护服、口罩等非织造布医疗卫生材料。

目前，我国非织造布专用聚丙烯树脂牌号较多，各连续法聚丙烯生产企业都能进行生产，主要生产企业和牌号如表2所示。

表2 国产非织造布专用聚丙烯树脂牌号

1.4 发展前景 

随着我国聚丙烯行业不断扩能，市场供需格局不断发生深度变化，市场供应压力持续增加，预计未来聚丙烯产品价格仍将承受较大压力，市场通用及低端聚丙烯产品价格承受的压力将会越来越大。因此聚丙烯产业链各环节均面临生产结构调整，不 管是原料生产企业还是下游制品生产企业，产品都将向专业化、功能化以及个性化定制等方向发展。

近年来我国聚丙烯专用料的生产以及下游应用呈现飞速发展的态势，其中高熔指纤维非织造布发展很快，应用已经覆盖了国民经济的各个方面。

目前我国聚丙烯非织造布专用树脂产量虽然增长较快，但大部分生产企业还停留在中低档和通用产品的生产水平，功能化的聚丙烯非织造布专用料研究发展较慢，高档的非织造布产品原料仍需依赖进口，导致非织造布产品质量良莠不齐，产品品种单一，总体技术水平较弱。

随着医疗卫生领域的不断发展，我国医用非织造布也迎来了快速发展的黄金时期，对医用防护用品的性能要求不断提高，多功能聚丙烯非织造布专用料的市场需求量逐年增加。

由于医疗卫生非织造布的特殊性，需要具有更好的安全防护性、抗菌性和抗液体渗透性等，包括抗血液、抗病毒、抗酒精和避免微生物穿透等性能。聚丙烯纤维本身并不具有天然抗菌性能，通常采用物理和化学方法将具有抑菌作用的物质引入纤维内部或表面，使其具有抗菌性能。

目前抗菌聚丙烯纤维的发展方向主要是高效、无毒、持久等，具有很大的市场增长潜力。另外，随着老龄化社会和二胎政策的开放，卫生用品的需求量增长迅猛，消费者对于卫生护理用品的功能性和舒适性要求越来越高，消费升级趋势十分明显，具有特定属性的非织造布材料越来越广泛地使用在相关领域。

未来在卫生用品领域，非织造布原料的开发将会集中在技术升级、性能提升和产品提升等方面，这些都会带动非织造布产品性能的改良，使其在质量和功能性方面能够满足更多领域的需求。

因此，应加大开发力度，对聚丙烯纤维进行功能化改性，提升其下游产品性能，高端非织造布产品和具有特殊功能医用材料的市场前景将会十分广阔。具有特殊功能的聚丙烯纤维必然能够拓宽聚丙烯纤维的应用领域，提升产品附加值，加速非织造布在医疗卫生领域的应用和发展。

2 非织造布在医疗卫生领域的应用 

我国医疗卫生领域内的非织造布有着巨大的潜在市场和广阔的发展前景。据统计，我国目前共有100.8万个医疗卫生机构，2019年上半年全国医疗卫生机构总诊疗人数达到41.7亿人次，医院病床使用率为 85.9%，全国对医疗用品的需求量相当可观。

近年来，医用非织造布的产品种类和生产规模日趋完善，一次性医疗卫生用品在医院的推广应用对解决交叉感染问题起到了巨大作用。以非织造布为原料的医疗卫生用品具有价格低、性能稳定、方便实用、品种齐全等优势，已逐渐取代传统的棉制 品。聚丙烯非织造布在医疗卫生领域的应用主要可分为以下三类。

2.1 医用防护类产品 

医用防护类产品指非直接治疗的用品，主要用于保护医患人员的安全，保持环境清洁及控制感染等，是治疗与诊断中使用的重要消耗品，主要包括手术衣、防护服、防护口罩、手术覆盖布、医疗器械包覆材料等，用量十分巨大。这些产品都是以非 织造布为原料制成，根据制品的用途、应用部位、 防护要求等级而有不同的要求。

医用口罩和面罩一般都是熔喷和纺黏复合(SMS)结构，两层专业用于医疗卫生的纤维非织造布，中间增加一层过滤防菌达99.999%以上的熔喷布。熔喷布是一种超细静电非织造纤维布，含有病毒的飞沫靠近熔喷非织造布后，会被静电吸附在非织造布表面，无法透过，具有较高的抗菌性和透气性，细菌过滤效率可高达95%以上。

手术衣需要进行特殊加工，使其具有比棉布更优越的抗菌性和舒适性。手术覆盖布需要经过无菌和防滑处理，同时也要求使用方便，布的吸水表面能够吸收手术区域内的污染液，保持手术区域的清洁。

2.2 医用敷料 

医用敷料是用于覆盖疮、伤口或其他遭损害部位的医用材料，为受创体表提供适合的愈合环境，主要包括纱布、绷带、胶带、伤口贴、膏药贴、吸液垫等材料。这类产品相对防护类产品用量较少、技术含量较高。目前有多种不同性能的医用敷料可 供临床护理人员选用，这类产品具有良好的吸收能力，能消除细菌繁殖的环境，同时具有透气、透湿、隔水和防菌等性能，可以和创面很好贴合，减少了伤口区域的不适和疼痛。

2.3 卫生制品类产品 

目前一次性卫生吸收材料和擦拭用品也是非织造布较大的消费市场。卫生制品类产品主要包括婴幼儿纸尿裤、纸尿片、湿巾等日常用品，其中婴幼儿纸尿裤占有较大的市场份额。

纸尿裤材料应具有柔软、轻薄、舒适及吸收性能良好等优点，一般以非织造布、纸、绒毛浆、高分子吸水树脂等材料制成，由表面包覆层、吸收芯层和底布三个主要部分组成。

表面包覆层一般为非织造布面层，具有良好的触感，对皮肤无刺激，通过压花或打孔来提高面层材料的透液性能。吸收芯层是亲水性材料，目前国内市场上吸收芯层主要由纯木浆和高吸水树脂构成，一般还加入少量超吸收剂，使其具有更好的吸液能力。底布是外层结构，主要以聚乙烯膜或 非织造布为主。

3 结语 

非织造布具有杀菌消毒、使用方便和安全可靠等优良性能，能够替代传统的医疗卫生用品。随着人们卫生健康意识的不断增强和医疗卫生领域的不断发展，医疗卫生领域的非织造布市场具有很大的增长潜力。

对聚丙烯纤维进行功能化改性，开发研 究功能性非织造布产品，并与生物医学相结合，开发出更多具有特殊功能的医用材料，这些都是聚丙烯非织造布研发的重要方向，将会为我国医疗卫生事业的发展奠定基础。