以口罩为主的医用防护材料在近几年疫情的影响下变得愈发重要，传统机器纺织的棉质防护材料虽然在回收利用方面具有一定优势，但其防护效果却因为重复洗涤而受到削弱，在防护效果降低的情况下，医护人员乃至普通大众将面临更大的健康威胁。相对而言，SMS材料的成形方式有别于传统纺织材料，是通过纺粘、熔喷制作的复合型防护材料，在防护效果、技术水平、经济成本等多方面均领先于传统纺织防护材料，在近年来得到了快速推广应用。
1.SMS医用防护材料的特点分析
SMS材料是经过纺粘、熔喷、纺粘这几道工序制作的复合材料，在疫情暂时无法彻底消除的现代生活中被广泛用于制作口罩、防护服等防护用品，并发挥出重要的防护作用[1]。
熔喷材料的SMS材料的复合基体之一，其制作方式为借助高温熔融聚合物母粒的方式将材料以熔体细流的形式挤出自喷丝孔，材料将会在高速、高压气流作用于接收装置沉积，材料的加固制备最终依靠残余热量，此类材料具有孔隙率高、孔径小、纤维直径细等结构特性，具备能够有效阻隔血液、病毒以及细菌渗透的阻隔层。纺粘材料也是SMS材料的复合基体之一，其制作方式为借助高温熔融聚丙烯等聚合物的方式将材料挤出纺丝孔，材料将会在牵伸之下变成细长的形状，最终以网状将其冷却成形，此类材料具备优异的手感，在耐磨性和强度等方面也具有一定优势。
融合两种无纺织材料性能优势的SMS材料制作流程如图1所示。该材料不仅透气性良好、防水效果强，还能够有效阻隔细菌、病毒等有害生物，相关性能的存在使其广泛应用于隔离服、防护服、口罩等用品的制作过程中。在生产过程中，生产单位可以借助对熔喷层数的调整实现对材料过滤、阻隔、透湿、透气等性能的调整。在实际应用时，生产单位需要结合防护材料在透气、透湿以及过滤、阻隔等方面的具体要求做好相应的调整工作，形成SMMS乃至SMMMS等材料。
图1 在线SMS原理示意及SMS产品结构
2.SMS非织造医用防护材料的性能
2.1 阻隔性能
口罩、防护服等产品的阻隔性能是医护人员关注的重点，而阻隔性能主要体现在液体、微生物以及放射性等多个方面，SMS材料制作的医用产品也需要具备相应的防护效果，确保医护人员得到有效防护，下面对材料阻隔性能进行详细论述。
2.1.1液体阻隔性能
虽然SMS材料本身具备一定的液体阻隔效果，但实际应用时需要通过一定的加工处理手段实现对血液、飞沫等有害物质的阻隔。例如，相关研究人员借助含氟整理剂对SMS材料的生产加工过程中进行了优化处理，使得所生产的口罩等物品具有较强的血液、酒精、油、水等液体的阻隔能力。熔喷无纺布是SMS复合材料的生产基础，然而在疫情期间市场需求量的急剧增长使得该材料变得供不应求，行业内在这一情况下研究出能够有效替代熔喷无纺布的超细纤维水刺材料，该材料在六碳氟系防水剂等材料的整理作用下，也能够具备相应的液体阻隔效果，满足医用防护材料的性能要求。
2.1.2微生物阻隔性能
SMS材料在阻隔微生物方面具有一定效果，在实际应用时，生产单位需要针对性地开展抗菌整理工作，满足不同的级别的防护要求。常用的抗菌剂主要有双胍抗菌剂、纳米银抗菌剂、有机硅季铵盐等，相关抗菌剂的性能在王宗乾等人的研究中得到验证。此外，TFG618A等传化化学研究的抗菌整理试剂以其复配性优越、安全耐洗等突出的性能在医院防护SMS材料产品中得到广泛应用，使得相关产品的抗菌性能得到显著提升。
2.1.3放射性阻隔性能
基于聚丙烯材料生产的SMS材料通常缺少对放射性物质的防护效果，针对该问题，刘星（天津工业大学）等人通过硫酸钡涂层的方式，实现了对SMS材料放射性防护效果的提升，使得SMS医护用品在抗腐蚀领域取得一定程度，该材料如图2所示。此外，生产单位可以将涂层以缓释胶囊的形式在SMS材料表面涂抹，进一步提升材料的外力抵抗能力。
图2 硫酸钡涂层SMS材料成品及表面涂层颗粒
2.2 抗静电性能
SMS材料通常在导电性、吸湿性方面与织造材料存在一定差距，更容易在应用期间积累静电并吸附一定量的污渍、灰尘等有害物质，不仅可能增加精密医疗仪器的故障概率，甚至触发电气火灾等事故隐患。为此，抗静电整理是SMS医用防护材料生产制作环节需要关注的重点。相关标准指出，防护层需要具备低于0.6μC的带电量，且材料本身不应该具备高于7μC/m2的电荷密度。
在整理过程中，一方面，生产单位可以借助纤维与抗静电剂的接枝来完成，例如刘亚借助聚丙烯切片、W103A抗静电母粒（2.2%-3.9%）混合纺丝，能够生产出具备较强抗静电能力的纺粘材料，在SMS材料复合生产中具有重要作用；另一方面，生产单位可以借助普通抗静电整理的途径来完成相关工作。在具体操作时，生产单位需要将配置好的抗静电剂以浸渍的方式完成对SMS材料的整理，借助纤维亲水性实现对相关性能的改善。传化化学生产的6220型TranstexFUN试剂能够使得SMS材料具备较强的耐洗、亲水性能。
2.3 舒适性能
舒适性也是医护人员对口罩、防护服等产品的要求之一，SMS材料生产单位通常需要在确保防护效果的同时对材料的舒适性进行优化提升。一般而言，防护性能的提升会导致舒适性的降低，如涂覆涂层的防护材料更容易降低医护人员的手感，产生闷热等不良体验，而透湿透气的产品也难以更好地发挥阻隔防护功能。为此，生产单位需要在研究材料性能的同时做好平衡控制工作，以满足医护人员的多样化需求。
2.3.1透湿性
SMS复合材料多以聚丙烯材料为基础构建而成，此类材料在亲水性方面存在欠缺，材料生产的防护服等产品难以快速吸收穿戴者皮肤表面散发的汗液蒸气，给使用者带来较多不适的同时也为细菌的滋生繁衍提供了温床。国家标准中指出，防护服需要具备24小时不低于2500g/m2的透湿量。近年来，针对SMS材料单向导湿功能的研究取得了较多成果，主要改造途径为接枝改性、亲水整理剂应用等。例如，Wang等人通过自由基聚合法完成与N-乙烯基吡咯烷酮在聚丙烯材料上的接枝，而且随着接枝率的提升，材料的水接触角度逐渐降低，而亲水性也随之增强。
2.3.2柔软度
SMS材料的优化改造可以从柔软度方面入手，以此来改善材料的舒适度。一般而言，SMS材料本身的基团并不具备键合柔软剂的功能，为了满足加工需求，需要借助等离子技术预处理SMS非织造布面，在此基础上将能够结合柔软剂分子的活性基团引入，实现对SMS材料在柔软度方面的改性处理。例如，张天雷等人借助等离子体（低温空气）对SMS材料进行了改性处理，在此基础上借助有机硅柔软剂的浸渍赋予了织物较强的柔软度。
2.4 力学性能
手术衣等医护用品在抗撕、抗拉伸等方面具有一定的要求，在相关性能符合标准的情况下，医护人员在手术期间才不会因为材料强度低而出现破裂情况，确保医护人员不会失去防护而暴露于外界病菌面前。国家标准中指出，防护层材料应具备20N以上的断裂强力[2]。
3.SMS非织造医用防护材料的发展趋势
3.1功能多样化与整理方式不断升级革新
在后续发展过程中,人们对SMS非织造材料的性能要求将会进一步增加,该材料将会朝着功能多样化的方向发展,其整理方式也会随之革新和升级。例如,泡沫整理技术就是整理方式的一个研究发展方向。王洁等人采取泡沫整理的方式对SMS材料进行单向导湿、抗静电、拒水、拒油渍、拒酒精这几种性能的加工整理工作。在后续发展中,研究人员将会通过正交试验等方式研究出更多适宜的整理配比工艺,进一步增强SMS医护用品的性能。
3.2舒适度持续提升
相对而言，国内医用防护材料在力学、阻隔方面的研究关注度更高，少有人深入研究提升防护材料舒适度的技术工艺。在后续发展中，相关生产单位将会更加关注医护人员的工作体验，能够结合需求做好透湿、透气相关性能的改善工作。现阶段的SMS材料在防护性能方面的发展已经基本满足了使用需求，在兼容防护、舒适性两者的研究方面依然存在较多的发展空间[3]。在研究过程中，为了改善SMS防护材料的手感、隔热保湿、透气等性能，通常需要从织物设计、纤维选型、混纺比调整以及加工整理等众多环节进行综合调整。
3.3智能化监测
在后续发展中，SMS医用防护材料将与智能化监测技术相结合，通过柔性纺织基传感器等途径帮助医护人员更准确地掌握自身的体温、血压等身体状况。在具体实施期间，需要做好无线传输、传感器监测以及防护服兼容性等多方面技术的研究工作，从功能性、成本方面做好优化设计工作。
4.结束语
综上所述，在医用防护材料的生产加工过程中，SMS非织造材料作为熔喷、纺粘材料的复合体，具有比传统织造材料更优异的性能。在生产过程中，加工单位可以借助整理剂加工、涂层防护等多种形式实现对SMS材料在微生物阻隔、液体阻隔、放射性阻隔、抗静电等方面的性能优化，也可以借助接枝改性等方式改善材料的舒适性，为医护人员提供更可靠防护和更舒适的体验。此外，在后续发展中，SMS材料的整理剂功能将会不断升级，材料的舒适度也会进一步改善，而且还能够借助智能化技术实现对医护用品使用者状态的有效监测。
参考文献：
[1]徐进进,张振飞,金泽.SMS非织造医用防护材料的研究现状及发展趋势[J].现代纺织技术,2021,29(05):37-41.
[2]刘亚,吴汉泽,程博闻,康卫民.非织造医用防护材料技术进展及发展趋势[J].纺织导报,2017(S1):78-82.
[3]安琪,付译鋆,张瑜,张伟,王璐,李大伟.医用防护服用非织造材料的研究进展[J].纺织学报,2020,41(08):188-196.
