一种耐穿刺的柔性纳米复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐穿刺的柔性纳米复合材料及其制备方法，该复材采用纬编针织基体复合剪切增稠流体而成，所述基体的紧密程度为14～49.5，基体的材质为超高分子量聚乙烯，纱支为200D

【技术实现步骤摘要】
一种耐穿刺的柔性纳米复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种耐穿刺的柔性纳米复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]皮下注射针头是一种将药物或血液输送至生物体内的常用医学 工具。该类针头不但针尖锐利而且针管直径极小(约400
‑
700μm)，可 以轻易穿透皮肤,插入皮下组织造成感染。因此可以防注射针头的手 套对于医护人员的健康安全非常重要。
[0003]现有的防刺、防切割手套一般由聚乙烯、玻璃纤维、碳纤维、芳 纶的针织物制成，有着毫米甚至厘米级的孔隙，注射针头可以不触碰 针织物直接从孔隙刺入。其他材料(如硬质的陶瓷、玻璃、金属薄板 等)没有孔隙且材质致密，可以有效地抵御针头穿刺，但没有柔性无 法制成手套。另外，具有防刺和防切割功能的材料并不一定能防注射 针头。防刺一般指的是阻碍EN388
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2016标准中的1
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5mm直径的锥状 物刺穿的能力，而注射针头的直径一般是400
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700μm，远远小于 EN388
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2016标准中的锥状物；防切割一般指的是阻碍刀刃平行于材 料表面划动时导致材料被划开，与注射针头穿刺是不同的原理，因此 不可混为一谈。
[0004]目前可以一定程度地抵御注射针头穿刺的材料只有TurtleSkin和SuperFabric，分别公开在US5837623和WO2012/024532A1中。 TurtleSkin采用极细芳纶纱线(≤200D)通过梭织、压光得到高密 度平织面料。这种面料纱线间的孔隙率极低，注射针头在刺入时很 大概率能接触到纱线，从而达到一定的抗针头穿刺的效果。
[0005]SuperFabric在尼龙无纺布上粘有密集的六边形陶瓷微粒，针头在 刺入时大概率会刺在陶瓷微粒上，从而达到一定的防针头效果。这 两种材料虽然设计巧妙，但是单层的防针头能力并不强，只能通过 多层叠合的方式达到较好的防针头效果。然而多层叠合后的材料丧 失了柔性，无法满足医护人员工作时对手部精细操作的要求。因此 需要专利技术一种单层就具备很高的耐针头穿刺性能，同时又有极好柔 性的材料，来满足医护人士的相关需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种能够有效防止 注射针头刺伤的耐穿刺的柔性纳米复合材料。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种上述复合材料的制备方法。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0009]一种耐穿刺的柔性纳米复合材料，其特征在于采用纬编针织基体 复合剪切增稠流体而成，所述基体的紧密程度为14～49.5。
[0010]本专利技术基体的紧密程度为14～23，纬编针织物的紧密程度，即未 充满系数，通常是用纬编针织物的线圈长度与纱线直径的比值表示。
[0011]本专利技术中基体的材质为超高分子量聚乙烯，纱支为200D
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600D， 所述基体的横向密度是18
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30纵行数/英寸，纵向密度是30
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43横行数 /英寸。优选纱支为300D
‑
590D，基体横
向密度23
‑
30纵行数/英寸， 纵向密度是30
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40横行数/英寸。
[0012]复合材料中剪切增稠流体的含量为7
‑
111wt％，优选为10
‑
65wt％。
[0013]本专利技术中的剪切增稠流体由纳米粒子和溶剂构成，浓度为0.5
‑ꢀ
0.55，优选浓度为0.52
‑
0.55。
[0014]本专利技术中纳米粒子为纳米二氧化硅球，溶剂为相对分子质量为 200的聚乙二醇。
[0015]一种上述耐穿刺的柔性纳米复合材料的制备方法，其特征在于包 括以下步骤：
[0016]将剪切增稠流体用易挥发的稀释溶剂按一定质量比稀释混匀后， 将基体浸润其中充分润湿，然后挤压除去多余的液体，烘干后即制得 柔性纳米复合材料。
[0017]稀释溶剂为95％乙醇水溶液，稀释时按质量比1：1稀释混匀， 浸润后的基体通过压力辊除去多余液体，辊间压强为0.1
‑
0.4MPa。
[0018]与现有技术相比，本专利技术有如下优点：
[0019]本专利技术复合材料能有效耐针头刺穿，柔性好，不影响使用者手部 精细操作，单层材料就能够达到理想的耐针头刺穿的效果。
[0020]本专利技术制备工艺简单，可量产。制备过程中使用的均为绿色溶剂 和材料，无毒。
具体实施方式
[0021]一种耐穿刺的柔性纳米复合材料，采用紧密程度为14～49.5的纬 编针织物基体复合剪切增稠流体而成，其中基体的材质为超高分子量 聚乙烯，纱支为200D
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600D，所述基体的横向密度是18
‑
30纵行数/英 寸，纵向密度是30
‑
43横行数/英寸，剪切增稠流体的浓度为0.5
‑
0.55， 所述复合材料的制备方法如下：
[0022]将剪切增稠流体用95％乙醇水溶液按质量比1：1稀释混匀，将 基体浸润在稀释的剪切增稠流体中使基体被流体充分润湿，然后挤压 除去多余的液体，再于烘箱中挥发乙醇水溶液，制得柔性纳米复合材 料。
[0023]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步地详细说明：
[0024]实施例1：
[0025]将粒径为520nm
±
55nm的单分散性二氧化硅球分散在相对分子 质量为200的聚乙二醇中，制得硅球体积分数为0.52的剪切增稠流 体，将剪切增稠流体与乙醇的水溶液(乙醇与水的质量比为95：5) 以质量比1：1混合，并旋涡振荡5h得到均匀的、乳白色的稀释的剪 切增稠流；
[0026]将400D，密度为24
ⅹ
38根/英寸，350g/m2的高分子量聚乙烯 (UHMWPE)纬编针织物浸润在稀释的流体中于少1min，针织物被流体 充分润湿后，再通过橡胶压力辊于辊间压强0.2MPa条件除去多余的 液体，将过辊后的织物放入烘箱中，于105℃烘15min挥发乙醇水溶 液，制得含剪切增稠流体的柔性纳米复合材料。
[0027]对比例1：
[0028]400D，密度为24
ⅹ
38根/英寸，350g/m2的高分子量聚乙烯纬编 针织物，未经剪切增稠流体处理。
[0029]对比例2：
[0030]TurtleSkin芳纶平织面料，经纬纱线密度为90*90根/英寸，纱 线为200D。
[0031]对比例3：
[0032]SuperFabric无纺布面料，由尼龙无纺布和六边形陶瓷微粒构成， 陶瓷微粒和无纺布之间通过聚氨酯胶水粘合。
[0033]对比例4：
[0034]3M防切割手套，手套材料由玻纤、高分子量聚乙烯长丝、碳纤维 混合针织而成，且表面涂覆了一层约2mm厚的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐穿刺的柔性纳米复合材料，其特征在于采用纬编针织基体复合剪切增稠流体而成，所述基体的紧密程度为14～49.5。2.根据权利要求1所述的一种耐穿刺的柔性纳米复合材料，其特征在于所述基体的紧密程度为14～23。3.根据权利要求1所述的一种耐穿刺的柔性纳米复合材料，其特征在于所述基体的材质为超高分子量聚乙烯，纱支为200D
‑
600D，所述基体的横向密度是18
‑
30纵行数/英寸，纵向密度是30
‑
43横行数/英寸。4.根据权利要求1所述的一种耐穿刺的柔性纳米复合材料，其特征在于所述剪切增稠流体的含量为7
‑
111wt％。5.根据权利要求1所述的一种耐穿刺的柔性纳米复合材料，其特征在于所述剪切增稠流体的含量为10
‑
65wt％。6.根据权利要求1所述的一种耐穿刺的柔性纳米复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张赶年，石正兵，
申请(专利权)人：中山莱圃新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：