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合成血液穿透試驗(yàn)：表面張力受溫度、表面活性劑影響較大
來(lái)源：中國(guó)纖檢 瀏覽 911 次 發(fā)布時(shí)間:2023-09-15
本文通過(guò)試驗(yàn)對(duì)口罩產(chǎn)品的抗合成血液穿透性試驗(yàn)進(jìn)行了一系列研究，研究合成血液的表面張力以及張力變化對(duì)穿透性能的影響，同時(shí)對(duì)合成血液的配方進(jìn)行了優(yōu)化，旨在為防護(hù)用口罩的研制及檢測(cè)提供科學(xué)依據(jù)和參考。
試驗(yàn)方法
合成血液表面張力的影響因素主要有兩個(gè)：溫度和表面活性劑使用量。根據(jù)YY 0469—2011《醫(yī)用外科口罩》合成血液穿透的測(cè)試要求，通過(guò)改變合成血液的儲(chǔ)存溫度、表面活性劑的使用量來(lái)改變合成血液的表面張力，并通過(guò)測(cè)試來(lái)驗(yàn)證表面張力大小的變化對(duì)合成血液穿透試驗(yàn)的影響。
溫度對(duì)合成血液表面張力的影響
將配制好的合成血液分別放置5℃～40℃的環(huán)境中1小時(shí)，然后取出測(cè)定其表面張力，每個(gè)溫度連續(xù)測(cè)定5次并取其算術(shù)平均值作為表面張力的結(jié)果。
由圖1可以看出合成血液表面張力隨著溫度的升高而減少，從原來(lái)的45.149mN/m降至37.540mN/m。因?yàn)殡S著溫度升高，分子鍵引力減弱，表面張力隨溫度升高而減少。同時(shí)，溫度升高，液體的飽和蒸氣壓增大，氣相中的分子密度增加，氣相分子對(duì)液體表面分子的引力增大，導(dǎo)致液體表面張力減少。
圖1不同溫度下合成血液的表面張力變化
Tween-20用量對(duì)合成血液表面張力的影響
分別配制Tween-20用量為0.040g、0.045g、0.050g、0.055g、0.060g、0.065g、0.070g的1L合成血液。使用全自動(dòng)表面張力儀測(cè)定各組合成血液的表面張力。每組連續(xù)測(cè)定5次并取其算術(shù)平均值作為測(cè)試結(jié)果。
在25℃下配制不同的Tween-20用量進(jìn)行試驗(yàn)。從圖2可看出，隨著表面活性劑Tween-20用量的增加，合成血液的表面張力也隨之降低。由48.727mN/m降至36.178mN/m。Tween-20是能夠吸附在表（界）上，添加量很少時(shí)即可大大降低溶液的表面張力。Tween-20通過(guò)分子中不同部分分別對(duì)兩相親和，使兩相均將其看作本相的成分，分子排列在兩相之間，使兩相的表面相當(dāng)于轉(zhuǎn)入分子內(nèi)部，從而降低表面張力。
圖2不同Tween-20用量下合成血液的表面張力變化
溫度和Tween-20用量對(duì)合成血液穿透試驗(yàn)的影響
分別將不同的溫度和Tween-20用量的合成血液倒入醫(yī)用口罩合成血液穿透試驗(yàn)儀的儲(chǔ)液罐中，將樣品固定在裝樣裝置上，在距樣品中心位置305mm處將2mL的合成血液以16.0kPa的壓力從噴射頭中沿水平方向噴向被測(cè)樣品10s，觀察穿透情況。
根據(jù)表1、表2，結(jié)合圖1和圖2可知，合成血液的穿透性能會(huì)隨著表面張力的降低而增加，表面張力大于40mN/m時(shí)，醫(yī)用外科口罩內(nèi)表面沒(méi)有出現(xiàn)血液穿透現(xiàn)象。當(dāng)表面張力低于40mN/m時(shí)，口罩內(nèi)表面出現(xiàn)微量血液穿透現(xiàn)象。這是由于合成血液對(duì)醫(yī)用外科口罩材料的穿透能力主要由合成血液在固體表面的展開(kāi)情況決定的；而表面張力是合成血液模擬真實(shí)血液中需要評(píng)定的一個(gè)重要物理指標(biāo)，合成血液的表面張力越小，那么它在口罩表面展開(kāi)的體積就越大，越容易進(jìn)入固體內(nèi)部。人體體液（不包括唾液）的表面張力范圍在42mN/m至60mN/m之間，因此，為確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，應(yīng)使用表面張力在（42±2）mN/m范圍內(nèi)的合成血液。