闪蒸纺丝法制备医用包装材料的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.10.011

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (10): 60-66.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.10.011

闪蒸纺丝法制备医用包装材料的研究进展

张正(), 李长金, 郑萃, 王颖, 郭敏, 郭子芳()

中石化（北京）化工研究院有限公司，中国石化医用卫生材料研究与应用重点实验室，北京 100013

收稿日期:2024-01-25 出版日期:2024-10-26 发布日期:2024-10-21
通讯作者: 郭子芳（1973—），男，教授级高级工程师，从事高分子化学与物理研究，guozf.bjhy@sinopec.com
E-mail:zhangzh.bjhy@sinopec.com;guozf.bjhy@sinopec.com
作者简介:张正（1993—），男，工程师，从事研究方向为医卫防护纤维材料研究，zhangzh.bjhy@sinopec.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(U22B6012);中石化总部项目(223087)

Research progress in non⁃woven materials fabricated by flash⁃spinning process for medical packaging use

ZHANG Zheng(), LI Changjin, ZHENG Cui, WANG Ying, GUO Min, GUO Zifang()

Sinopec Key Laboratory of Research and Application of Medical and Hygienic Materials，Sinopec （Beijing） Research Institute of Chemical Industry Co，Ltd，Beijing 100013，China

Received:2024-01-25 Online:2024-10-26 Published:2024-10-21
Contact: GUO Zifang E-mail:zhangzh.bjhy@sinopec.com;guozf.bjhy@sinopec.com

摘要/Abstract

摘要：

为保证医疗器械和医卫用品在运输、储存和使用过程中的安全性和无菌性，同时满足不同应用中对医用包装材料多样灭菌方式的需求，利用闪蒸纺丝工艺可以生产独特的高密度聚乙烯无纺布包装材料。探讨了闪蒸纺丝工艺中溶剂体系的选择方法及具体的工艺流程，讨论了闪蒸纺丝过程中纺丝溶液相分离以及溶剂超音速蒸汽流等现象的基本原理。同时，梳理了国产闪蒸纺丝法相关工艺及无纺布材料，总结了杜邦公司特卫强Tyvek^®系列医用包装材料产品的性能参数和评价标准，并分析了材料的应用性能，以期为闪蒸纺丝工艺及医用无纺布包装材料的发展提供理论和技术参考。

关键词: 医用包装材料, 无纺布, 闪蒸纺丝工艺原理, 产品分析

Abstract:

A higher standard for medical packaging materials can meet a requirement for packaging safety， sterility， and multiple sterilization compatibility in various application scenarios. Therefore， high⁃density polyethylene non⁃woven packaging materials with robust properties fabricated by the flash⁃spinning process have attracted tremendous attention from academic and industrial fields. This review introduced the selection of solvent systems， specific process flow， basic principles of phase separation， and solvent supersonic steam flow in the flash⁃spinning process. Meanwhile， the domestic flash⁃spinning⁃related techniques and corresponding non⁃woven materials were discussed in detail. Moreover， the parameters and evaluation criteria of Du Pont Tyvek^® serial products were summarized， and the application performance of the materials was analyzed. This may provide theoretical and technical references for the development of the flash⁃spinning process and medical non⁃woven packaging materials.

Key words: medical packaging material, non?woven material, flash?spinning process, product analysis

中图分类号:

TQ25.1⁺2

张正, 李长金, 郑萃, 王颖, 郭敏, 郭子芳. 闪蒸纺丝法制备医用包装材料的研究进展[J]. 中国塑料, 2024, 38(10): 60-66.

ZHANG Zheng, LI Changjin, ZHENG Cui, WANG Ying, GUO Min, GUO Zifang. Research progress in non⁃woven materials fabricated by flash⁃spinning process for medical packaging use[J]. China Plastics, 2024, 38(10): 60-66.

图/表 5

参考文献 17

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14	朱美芳，相恒学，王倩倩，等.基于瞬时释压纺丝法的高聚物纤维、其制备方法及应用： CN 111691060A［P］. 2020⁃09⁃22.
15	朱美芳，罗章生，相恒学，等.具有双层结构的防护用品面料及其制备方法和应用：CN 112477328A［P］. 2021⁃03⁃12.
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产品性能	Tyvek^® 2FS^TM （4058B）	Tyvek^® 1059B	Tyvek^® 1073B	检测标准
医用包装分类	1类	2类	2/3类	-
洁净剥离	是	是	是	杜邦内部标准
灭菌方式适应性	所有	所有	所有	-
生物兼容性	兼容	兼容	兼容	-
细胞毒性	无	无	无	USP 23
皮肤刺激性	无	无	无	ISO 10993—10
其他添加剂	无	无	无	-
耐化学腐蚀性	耐受	耐受	耐受	-
老化后性能变化	无	无	无	ASTM D5035 DIN EN ISO 1924⁃2 ASTM F1608
灭菌后性能变化	无	无	无	ASTM D5035 DIN EN ISO 1924⁃2 ASTM F1608
微生物阻隔性能/（LRV）	3.2	4.7	5.2	ASTM F1608
基本质量/g·m^-2	59.5	64.4	74.6	ASTM D3776 EN ISO 536
厚度/μm	155	157	178	ASTM D1777 EN 20534 EN ISO 534
分层剥离强度/N·（2.54 cm）^-1	2.7	2.2	2.3	ASTM D2724
静水压/cmH₂O	150	145	147	AATCC TM127 EN 20811
抗张强度（纵向）/N·（2.54 cm）^-1	156	169	196	ASTM D5035 EN ISO 1924⁃2
抗张强度（横向）/N·（2.54 cm）^-1	160	169	200	ASTM D5035 EN ISO 1924⁃2
伸长率（纵向）/%	18	19	20	ASTM D5035 EN ISO 1924⁃2
伸长率（横向）/%	21	23	24	ASTM D5035 EN ISO 1924⁃2
Elmendorf撕裂度（纵向）/N	2.7	2.8	3.3	ASTM D1424 DIN EN 21974
Elmendorf撕裂度（横向）/N	3.5	3.0	3.5	ASTM D1424 DIN EN 21974
不透明度/%	94	89	91	TAPPI T425 ISO 2471
水蒸气透过率/g·（m²·24 h）^-1	>1 500	1 640	1 615	TAPPI T523
本特生透气度/mL·min^-1	600	671	572	ISO 5636⁃3
Spencer穿刺性/J·m^-2	4 903	6 830	8 756	ASTM D3420
Mullen耐破度/kPa	900.0	1 055	1 213	ASTM D774 ISO 2758

产品性能	Tyvek^® 2FS^TM （4058B）	Tyvek^® 1059B	Tyvek^® 1073B	检测标准
医用包装分类	1类	2类	2/3类	-
洁净剥离	是	是	是	杜邦内部标准
灭菌方式适应性	所有	所有	所有	-
生物兼容性	兼容	兼容	兼容	-
细胞毒性	无	无	无	USP 23
皮肤刺激性	无	无	无	ISO 10993—10
其他添加剂	无	无	无	-
耐化学腐蚀性	耐受	耐受	耐受	-
老化后性能变化	无	无	无	ASTM D5035 DIN EN ISO 1924⁃2 ASTM F1608
灭菌后性能变化	无	无	无	ASTM D5035 DIN EN ISO 1924⁃2 ASTM F1608
微生物阻隔性能/（LRV）	3.2	4.7	5.2	ASTM F1608
基本质量/g·m^-2	59.5	64.4	74.6	ASTM D3776 EN ISO 536
厚度/μm	155	157	178	ASTM D1777 EN 20534 EN ISO 534
分层剥离强度/N·（2.54 cm）^-1	2.7	2.2	2.3	ASTM D2724
静水压/cmH₂O	150	145	147	AATCC TM127 EN 20811
抗张强度（纵向）/N·（2.54 cm）^-1	156	169	196	ASTM D5035 EN ISO 1924⁃2
抗张强度（横向）/N·（2.54 cm）^-1	160	169	200	ASTM D5035 EN ISO 1924⁃2
伸长率（纵向）/%	18	19	20	ASTM D5035 EN ISO 1924⁃2
伸长率（横向）/%	21	23	24	ASTM D5035 EN ISO 1924⁃2
Elmendorf撕裂度（纵向）/N	2.7	2.8	3.3	ASTM D1424 DIN EN 21974
Elmendorf撕裂度（横向）/N	3.5	3.0	3.5	ASTM D1424 DIN EN 21974
不透明度/%	94	89	91	TAPPI T425 ISO 2471
水蒸气透过率/g·（m²·24 h）^-1	>1 500	1 640	1 615	TAPPI T523
本特生透气度/mL·min^-1	600	671	572	ISO 5636⁃3
Spencer穿刺性/J·m^-2	4 903	6 830	8 756	ASTM D3420
Mullen耐破度/kPa	900.0	1 055	1 213	ASTM D774 ISO 2758

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闪蒸纺丝法制备医用包装材料的研究进展

Research progress in non⁃woven materials fabricated by flash⁃spinning process for medical packaging use

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