防护制品及其制造方法 联邦研究声明
本发明在政府支持下按与美国陆军士兵系统中心签订的合同号W911-QY-05-C-0102进行。政府在本发明中具有一定权利。
背景
本公开涉及防护服及其制造方法。更具体地,本公开涉及化学-生物防护服及其制造方法。
化学-生物防护服是在周围环境可能存在使人暴露于有害或有毒化学品中和/或可能有害或致命生物试剂中的潜在危险时穿的。暴露于这类试剂中可能是化学制造厂、科学或医药实验室或医院内意外泄露;政府为攻击敌方军事力量的故意泄露;和/或和平时期罪犯或恐怖组织为制造故意伤害、恐吓和大范围破坏的泄露所造成的结果。为此,发展对化学和生物战争剂可靠而足够的防护是非常需要的。
历史上,用于化学-生物防护服的材料不得不为防护性而牺牲舒适性。即提供较好防护性的防护服很不舒服,而舒适性满意的防护服又提供不了合格的防护性。
通过限制化学或生物试剂的流通来提供对这些有害试剂合适防护性的材料的发展,导致生产以防止水蒸汽流通为特性的材料。在相当程度上防止水蒸汽透过的材料称做不透气材料。由于它们的不透气性质,使用这些材料会阻碍人体通过排汗而散热的能力,从而形成负荷在穿着者身上的热应力。例如,目前可获得的材料一般都在穿着这种防护服的战士身上产生热应力负担。
而且,目前可获得的化学和生物防护服也缺少使化学和生物试剂解毒的机制。这类服装具有吸附性化学防护体系,其作用原理是把有害液体和蒸气吸附进吸收剂,从而被动地阻止它们到达被防护者。但是,这些吸收剂的局限性在于它们吸附化学品的能力有限。吸收剂的第二个局限性是,它们将不加区分地吸附不必要防护的化学品种,从而减小了吸附要它们提供防护的化学品的有效能力。因此期望有质轻、透气、牢固和最终对已知存在严重威胁的特定试剂有自解毒作用的防护服。
发明概述
在一个实施方案中,制品包含第一层,该层包括基材和交联在基材表面上或内部的亲核有机聚合物。交联的亲核聚合物包含能与化学或生物试剂形成共价键的官能团。第一层还可包括位于基材表面上或内部的反应性颗粒。
在另一个实施方案中,制造制品的方法包含在基材表面上或内部交联亲核有机聚合物。交联的亲核聚合物包含能与化学或生物试剂形成共价键的官能团。反应性颗粒被沉积在基材表面上或内部,其中亲核有机聚合物、反应性颗粒和基材形成第一层。
附图简述
图1示意发生在亲核聚合物,在该情况下,乙氧基化聚乙烯亚胺(PEI-OH)上的化学反应性基团与化学试剂,如沙林,之间的键合;
图2示出包含第一层和任选第二层的复合材料的层叠示意图;
图3是包含第一层、第二层和第三层的多层复合材料的示意图;
图4是包含第一层、第二层、第三层和沉积在第一层与第二层之间的附加活性碳层的多层复合材料的示意图;
图5是包含第一层、第二层、第三层和沉积在第二层与第三层之间的附加活性碳层的多层复合材料的示意图;
图6是包含第一层和第三层以及沉积在第一层与第三层之间的附加活性碳层的多层复合材料的示意图;
图7(a)是表示氟磷酸二异丙酯(DFP)被涂有聚乙烯亚胺的膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜降低的图;
图7(b)是示意DFP被涂有聚乙烯亚胺和CuAl2O4颗粒的膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜降低的图。
详述
术语“一”(“a”和“an”),如本文所用,不表示量的限制,而表示存在至少一个所提到的项目。本文所公开的所有范围都包含端点且是可组合的。
术语“包含”,如本文所用,说明存在所述地特点、整数、步骤、操作、元素和/或组分,但不排斥存在或增加一项或多项其它特点、整数、步骤、操作、元素、组分和/或其基团。
如本文所用,术语“生物试剂”是指能在人或动物中造成疾病或致命性的微生物,如病毒或细菌。术语“生物试剂”也包括由这些微生物所产生并可从微生物纯化和独立利用的毒素。
应理解,当提到元素或层在另一个组件或层“之上”、“插入的”、“沉积的”或“之间”时,它可以直接在其它组件或层之上、插入的、沉积的或之间,或者还可以存在插入组件或层。
如本文所用,术语第一、第二、第三等,在本文中可用来描述不同的组件、组分、区域、层和/或部分,但这些组件、组分、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用来区分一种组件、组分、区域、层或部分与另一种组件、组分、区域、层或部分。因此,以下讨论的第一组件、组分、区域、层或部分可以被称做第二组件、组分、区域、层或部分而不偏离本发明的原理。
本公开的目标是可选择性地不能渗透化学和生物试剂的复合材料。本文所述的复合材料包含能结合并去活化化学和/或生物试剂的一层或多层。在一个典型实施方案中,复合材料包含除了能结合和去活化一些化学和/或生物试剂以外还能吸收另一些化学和/或生物试剂的多层。多层复合材料被用来制造防护覆盖物,包括化学-生物防护服。在一个实施方案中,复合材料以本文对化学和生物试剂所述的类似方式选择性地透过放射性物质。
在一个实施方案中,复合材料包含第一层,该层包含基材和用交联剂交联在基材表面上或内部交联的亲核有机聚合物。在一个实施方案中,所述基材是多孔基材。具体地说,基材包含贯穿材料厚度或从一面到另一面的相互连接的多个孔。所述孔的存在允许某些液体或气体移动通过材料。所述孔可以是开孔或闭孔。对于复合材料,希望含有开孔。亲核有机聚合物可以交联在多孔基材的孔内。
基材可包含微孔膜、浇注薄膜、纺织织物(织造或非织造)或其中的任意组合。
有多类聚合物可用来形成基材。能用的聚合物的实例包括选自如下的聚合物:聚烯烃类、聚酰胺类、聚碳酸酯类、纤维素聚合物类、聚氨酯类、聚酯类、聚醚类、聚丙烯酸酯类、共聚醚酯类、共聚醚酰胺类、脱乙酰壳多糖、氟聚合物类和包含至少一种上述聚合物的组合。具体地,基材可包含选自如下的氟聚合物:聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-共-六氟丙烯)、聚(氧化四氟乙烯-共-氧化二氟亚甲基)(poly(tetrafluoroethylene oxide-co-difluoromethylene oxide)、聚(四氟乙烯-共-全氟(丙基乙烯基醚))和包含至少一种上述氟聚合物的组合。在一个优选实施方案中,基材包含聚四氟乙烯(PTEE),甚至更优选膨胀的多孔PTFE(ePTFE)。
可以用选自例如如下的方法使基材多孔:打孔、拉伸、膨胀、鼓泡或萃取(extract)基材和包含至少一种上述方法的组合。制造多孔基材的方法也可包括发泡、切片或浇注任何所述材料。在一个实施方案中,制造多孔基材的方法是挤出细粉状颗粒和润滑剂的混合物。压延挤出物可以在一个或多个方向上进行膨胀或拉伸,以形成与结点(node)连接的原纤,形成三维矩阵或格子(lattice)型结构。在一个实施方案中,术语“膨胀”是指拉伸到材料的弹性极限以上,以对原纤引进永久变形或伸长率。
可以在贯穿所述基材产生连续的孔。基材的孔隙率可以大于或等于基材的约10vol%。具体地,孔隙率可以在约10vol%~90vol%范围内。孔的直径可以在孔与孔之间是均匀的,以及这些孔可以界定规则的周期性图形。或者,孔的直径可以在孔与孔之间不同,以及这些孔可界定不规则的非周期性图形。多孔聚合物基材中也可用具有规则、不规则、周期性和非周期性图形的孔的组合。孔的直径可以小于或等于约50微米(μm)。具体地,孔的直径可以是约0.01μm~约50μm。
多孔基材可以是三维矩阵或具有包含很多被很多原纤互连的结点的格子型结构。结点和原纤的表面界定基材内的很多孔。
在一个实施方案中,可聚合亲核有机聚合物和交联剂被沉积在第一层的基材上。亲核有机聚合物在基材表面上形成薄涂层或薄膜。此外,如果基材是多孔的,则可以用包含亲核有机聚合物的溶液来部分或完全浸渍基材的孔。溶液也可以包含反应性颗粒。任选地,涂布时,使亲核有机聚合物原位交联到基材表面上和/或基材内部,例如,在基材的孔内。
适用的亲核有机聚合物选自如下:聚烷撑亚胺类(polyalkyleneimines),如聚乙烯亚胺;聚胺类,如聚乙烯胺和聚烯丙胺;聚乙烯醇类;聚酯类;聚酰胺类;聚烷撑二醇衍生物类,例如,聚乙二醇和聚丙二醇衍生物类和胺取代的聚乙二醇和聚丙二醇类;聚丙烯酸酯类,如胺取代和醇取代的聚丙烯酸酯类;官能化的烯烃聚合物;聚乙烯胺和聚乙烯醇的共聚物及包含至少一种上述亲核聚合物的组合。尤其可以用聚乙烯亚胺,包括支化或线性聚乙烯亚胺、酰基化聚乙烯亚胺或乙氧基化聚乙烯亚胺。更尤其可以用乙氧基化聚乙烯亚胺(PEI-OH)作为亲核有机聚合物。
用来交联亲核有机聚合物的交联剂按其交联亲核有机聚合物的能力进行选择,以有利于亲核有机聚合物与基材的粘结。在一个实施方案中,亲核有机聚合物的交联防止了交联的亲核有机聚合物从基材中脱落。
交联剂的实例包括选自如下的那些交联剂:氨基甲酸酯、封端和未封端的异氰酸酯类,聚合的聚环氧化物类、多元酯类、醛类、甲醛类和蜜胺甲醛类、酮类、卤代烷类、有机酸类、脲类、酸酐类、酰卤类、氯甲酸酯类、丙烯腈类、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、碳酸二烷基酯类、硫代异氰酸酯类、硫酸二烷基酯类、氨腈类、卤代甲酸酯类和包含至少一种上述交联剂的组合物。尤其可以用氨基甲酸酯类,也称做氨基甲酸乙酯类,作为交联剂。例如,交联剂可以是1,3,5-三嗪氨基甲酸酯。1,3,5-三嗪氨基甲酸酯交联剂的实例包括三(丁氧基羰基氨基)-1,3,5-三嗪、三(甲基羰基氨基)-1,3,5-三嗪和混合型三-取代的(甲氧基/丁氧基羰基氨基)-1,3,5-三嗪体系。在优选实施方案中,交联剂是聚酰胺-表氯醇,如可获自Hercules,Inc.的Polycup 172。
第一层也包括位于基材表面上或在基材内部的反应性颗粒。反应性颗粒具有与化学和/或生物剂反应,从而去活化这类试剂的能力。反应性颗粒还可具有吸收某些化学和/或生物试剂的能力。尤其反应性颗粒的大表面积为发生化学和/或生物试剂的吸收和去污染提供了反应性场所。在一个实施方案中,反应性颗粒被分散在包含亲核有机聚合物的薄涂层或薄膜内。
反应性颗粒可以由多种材料组成,包括金属或金属氧化物在内。例如,反应性颗粒可以由银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)、铱(Ag)、锡(Sn)、铜(Cu)、锑(Sb)、铋(Bi)、锌(Zn)或包含一种或多种上述金属的组合组成。可组成反应性颗粒的金属氧化物的实例包括AgO、TiO2、Al2O3、MgO、CuO、CuAl2O3、CeO2、ZnO或它们的组合。在优选实施方案中,反应性颗粒由银或氧化银组成。
反应性颗粒可具有任何形状,包括,但不限于,球形、多角形或圆柱形。在一个实施方案中,反应性颗粒的平均直径在约1nm~约10μm范围内。在一个实施方案中,反应性颗粒的平均直径在约1nm~约2000nm范围内。在一个实施方案中,反应性颗粒的平均直径在约3nm~约1000nm范围内。在另一个实施方案中,反应性颗粒的平均直径在约5nm~约500nm范围内。在还有一个实施方案中,所述反应性颗粒的平均直径在约10nm~约200nm范围内。
在一个实施方案中,亲核有机聚合物和交联剂被一起组合(combine)在溶剂内以形成溶液,然后把它涂布到基材上。反应性颗粒也可以在把溶液涂布到基材上之前加进溶液。溶液可以用多种方法涂布到基材上,包括浸涂、喷涂、浸轧涂(padding)、刷涂、流涂、电涂、缝模涂布或静电喷涂。尤其可有效地利用缝模涂布法。然后,可固化该材料如下:在一定温度加热一段时间,原则是足以促进交联反应并蒸发所有的残余溶剂。加热可以在涂布程序之后发生在烘箱内,或通过把辊-对-辊或缝模涂布法中所用辊的温度设定到足以干燥掉溶剂并交联亲核有机聚合物的程度。
亲核有机聚合物的用量可以是溶液总重量的约1wt%~约95wt%。亲核有机聚合物的用量尤其可以是约5wt%~约60wt%,更尤其约10wt%~约50wt%。交联剂的用量可以是溶液总重量的约0.1wt%~约50wt%。交联剂的用量尤其可以是约1wt%~约20wt%,更尤其约5wt%~约15wt%。
反应性颗粒的用量可以是溶液总重量的约0.1wt%~约50wt%。在另一个实施方案中,反应性颗粒的用量可以是溶液总重量的约0.5wt%~约20wt%,更尤其约0.5wt%~约5wt%。
在一个实施方案中,交联亲核聚合物和分散在其中的反应性颗粒在基材表面上形成涂层。涂层厚度可变,以提供所需程度的防护。而且,所施涂层的厚度与所施交联亲核聚合物的重量直接相关。具体地,施涂在基材上的涂层重量是约1~约100g/m2,更尤其该重量是约3g/m2~约50g/m2,甚至更尤其约5g/m2~约40g/m2。涂层在厚度上可以是均匀的或具有自一个区域到另一个区域变化的厚度。在另一个实施方案中,交联亲核聚合物和反应性颗粒被浸渍在基材的孔内。在又一个实施方案中,交联亲核聚合物和反应性颗粒可同时被涂布在基材表面和基材的孔内。
如上所述,交联剂按其交联亲核有机聚合物的能力进行选择,以有利于亲核聚合物缠结在基材上和/或基材的孔内和四周。此外,交联剂还可按其把化学反应性官能团加进亲核聚合物内的能力进行选择。这些官能团具有结合化学或生物试剂的能力。
在一个实施方案中,第一层的交联亲核有机聚合物包含能与化学或生物试剂形成共价键的官能团。化学或生物试剂可以与交联反应前存在于亲核聚合物上的反应性基团相结合。或者,化学或生物试剂也可以通过交联剂与提供到交联亲核聚合物上的未反应官能团相结合。图1给出了能发生在亲核聚合物,在此情况下,乙氧化基聚乙烯亚胺(PEI-OH)上的化学反应性基团与化学试剂,如沙林,之间的共价键合。例如,如图1所示,一种可能的机理是神经毒剂沙林的水解和与PEI-OH分子上的羟基形成共价键的结合。或者,沙林与PEI-OE之间的共价键合可以因受到氮而非氧的亲核攻击而形成。由于毒素与交联亲核聚合物之间的这种共价相互作用,沙林分子不仅被键合到亲核聚合物的表面而且还被去活化了,并因此不再能发挥毒性作用。因此,包含多孔聚合物基材、交联亲核聚合物和反应性颗粒的第一层,不是简单地吸收或封堵化学或生物试剂,而是能去活化与该层发生接触的试剂。
在一个实施方案中,复合材料包含上述第一层和邻接到或沉积在第一层上的任选第二层。图2给出了包含第一层10和任选第二层20的复合材料100的层叠示意图。
任选的第二层20包含多孔聚合物基材。任选第二层20的多孔聚合物基材可以由与第一层10中存在的相同聚合物材料组成。或者,第二层20的多孔聚合物基材由不同于第一层10的聚合物制成。在一个实施方案中,第二层20的多孔聚合物基材未经改性,即它包含未交联在表面或孔内的亲核聚合物。在另一个实施方案中,第二层20包括包含交联亲核有机聚合物的多孔聚合物基材。
在一个实施方案中,复合材料包含任选的第三层,该第三层包含织物材料。任选的第三层一般都沉积在第二层20上与沉积了第一层的表面相反的表面上,即第一层和第三层被沉积在第二层的两个相反表面上。第三层的织物可以由织造或非织造材料制成。织物可以从任何适合于计划特定最终用途的合成或天然纤维制成。织物的实例包括选自如下的那些织物:聚酰胺类、聚酯类、棉、芳族聚酰胺类和包含至少一种上述织物的组合。具体地,织物可以是棉/尼龙以约50份棉配比约50份尼龙的混合物并带有耐久的防水涂层(finish)。
在复合材料中还可包括其它添加剂来进一步提高多层复合材料结合和去活化化学和生物试剂的能力。这类试剂的实例包括抗微生物剂、对已知的化学和/或生物试剂具有活性的酶和化学吸收剂。其它添加剂可以选择性地沉积在第一、第二或第三层上。
在一个实施方案中,可以在一层或多层中加进抗微生物剂。如本文所用,“抗微生物剂”是具有抗病毒(杀死或抑制病毒的复制)、抗菌(抑菌或杀菌)和/或抗真菌(杀死或抑制真菌的复制)性能的试剂。因此,复合材料中加入一种或多种抗微生物剂就提供了另一种机制,它与第一层协同作用,杀死、去活化或抑制微生物剂,如细菌和病毒的生长。
在一个实施方案中,可以把抗微生物化合物,如季铵盐、N-卤代胺、抗微生物金属和/或抗微生物金属氧化物直接涂布在第一层的表面上,或第二层的表面上,或任选地加进第三层的织物中。具有抗微生物活性的季铵盐的实例包括选自如下的季铵盐:氟硼酸四烷基铵、氟硼酸烷基吡啶鎓、氯化鲸蜡基吡啶鎓(CPC)、溴化十二烷基三甲基铵(DTAB)、N-(3-氯-2-羟丙基)-N,N-氯化二甲基十二烷基铵、1,3-双-(N,N-氯化二甲基十二烷基铵)-2-丙醇、氯化十二烷基三甲基铵(DTAC)、N-(1-(2,3-二油酰基氧基)丙基)-N,N,N-氯化三甲基铵(DOTAP)、N-(1-(2,3-二油基氧基)丙基)-N,N,N-氯化三甲基铵(DOTMA)、溴化二甲基二(十八烷基)铵(DDAB)、N,N-二油基-N,N-氯化二甲基铵(DODAC)、1,2-二油酰基氧基-3-(N,N,N-三甲基氨基)氯化丙烷(1,2-dioleoyloxy-3-(N,N,N-trimethylamino)propane chloride)(DOTAP)和包含至少一种上述季铵盐的组合。抗微生物金属的实例包括选自如下的金属:银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)、铱(Ir)、锡(Sn)、铜(Cu)、锑(Sb)、铋(Bi)、锌(Zn)和包含一种或多种上述金属的组合。尤其能用例如Ag、Au、Cu的抗微生物金属。或者,也可以用抗微生物金属化合物,且包括选自如下的金属化合物:金属氧化物、含金属离子-交换化合物、含金属沸石、含金属玻璃和包含至少一种上述金属化合物的组合。尤其能用金属氧化物。金属氧化物的实例包括选自如下的金属氧化物:AgO、TiO2、Al2O3、MgO、CuO和包含至少一种上述金属氧化物的组合。
可以用几种不同方法把抗微生物金属或金属化合物的“金属流”沉积到第一层和/或第二层的表面上。尤其能用物理蒸气沉积(PVD)法使金属沉积到第一或第二层表面上。物理蒸气沉积法使来自蒸气的金属,一般是一个原子一个原子地,沉积到基材表面上。PVD法包括选自如下的方法:真空或电孤蒸发、热蒸气沉积、溅射和磁控电子管溅射。
在另一个实施方案中,用于第三层的织物也可以用对熟知化学战争毒剂具有活性的酶进行表面处理。所述酶能按它们酶降解化学试剂如沙林、索曼、塔崩、芥子剂、VX和俄罗斯VX神经毒剂的能力进行选择。这类酶的实例包括选自如下的酶:有机磷水解酶(OPH)、有机磷酸酸酐水解酶(organophosphorus acid anhydrolase)(OPAA)和氟磷酸二异丙酯酶(DFPase)以及包含至少一种上述酶的组合物。上述酶能被固定在第三层中所用织物的表面上并保留它们去活化和/或降解已知化学试剂的能力,从而提供对这些试剂的初级防护层。
在又一个实施方案中,在复合材料中插入任选的化学吸收材料层,如活性碳或金属有机骨架。以下的叙述将提及活性碳层来进行,但应理解也能用其它化学吸收材料,如金属有机骨架取代之。
可以把活性碳层沉积在单个的第一层上或邻接于第一层(即活性碳层代替第二或第三层);插在第一层与任选的第二层之间;或插在第二层与任选的第三层之间。或者,在没有任选第二层的情况下,可以把活性碳层插在第一层与第三层之间。图3,4,5和6是多层复合材料100的示意图。在图3中,第二层20被插在第一层10与第三层30之间并与第一层10和第三层30接触。图4表示活性碳层40插在第二层20与第三层30之间,而图5表示活性碳层40插在第一层10与第二层20之间的另一种结构。最后,图6示意活性碳层插在第一层10与第三层30之间。
可以在例如泡沫、织物、毡或纸的载体内浸渍活性碳,并称此种形式为活性碳纤维(ACF)。活性碳吸收剂可直接加在载体的纤维内。或者,也能用粘结剂或树脂把球状活性碳吸收剂粘结到纺织品载体上。ACF材料以其吸收大量气体的能力、它们的耐热性和耐酸碱性为特征。ACF材料能非特定地吸收很多物质,如有机蒸气,如汽油、醛类、醇类和酚;无机气体,如NO、NO2、SO2、H2S、HF、HCl等;以及在水溶液内的物质,如染料,COD、BOD、油、金属离子、贵金属离子;和细菌。尤其能用基于高活化硬碳球固定在纺织载体织物如SARATOGATM织物上的复合材料过滤织物。因此,包括活性碳层能对有毒气体提供附加阻隔并因此提高复合材料滤去非特定化学试剂的能力。
在一个实施方案中,包含至少一层或多层的复合材料是可选择性渗透的。为此复合材料能有效地滤去化学和生物试剂,同时仍然保留约1~约12千克每平方米每24小时(kg/m2/24h),尤其高达约6kg/m2/24h,更尤其高达约8kg/m2/24h的湿气传输率(“MVTR”),而对人体健康有害的物质的传输率则低到足以防止发生受伤、生病或死亡。
在另一个实施方案中,层合复合材料能用于很多生产制品的制造,或作为所述制品中的组件,所述制品包括防护服制品,尤其拟保护穿着者或使用者免受暴露于毒性化学和/或生物试剂而造成伤害的衣服、外套或其它制品。
在又一个实施方案中,防护服制品是适用于保护军人和对突发事件中可能遇到的已知和未知化学和生物试剂首先响应者的化学-生物防护服。或者这些制品要用来在有害物质(HAZMAT)事发期间保护清理人员免受化学或生物试剂,或在很多医疗应用中作为对毒性化学和/或生物试剂的防护。
防护服制品的实例包括选自如下的制品:连体工作服、防护套服、外套、夹克、限用防护服、雨具、滑雪裤、手套、袜子、靴子、鞋和靴套、裤子、头罩、帽子、面罩和衬衣。
在另一个实施方案中,复合材料能用来产生防护覆盖物,如油布,或集体掩蔽物,如帐蓬,以防化学和/或生物战争毒剂。
包含本文所述复合材料的制品具有键合和去活化很多化学和生物试剂的能力。化学试剂的实例包括选自如下的试剂:神经毒剂,如沙林、索曼、塔崩和VX;糜烂剂,如硫芥;路易斯毒气,如2-氯乙烯基二氯胂;氮芥;催泪气和暴动控制剂;以及包含至少一种上述化学剂的组合。可能的生物试剂的实例包括选自如下的试剂:病毒,如天花、造成脑炎的病毒和造成出血热的病毒;细菌,如鼠疫耶尔森氏菌、霍乱孤菌、土拉热弗那西丝菌、立氏立克次体、炭疽杆菌、伯氏考克斯体和肉毒杆菌;和毒素,如蓖麻毒素、葡萄球菌B型肠毒素、单端孢真菌毒素和霍乱毒素;以及包含至少一种上述生物试剂的组合。除以上所列的那些试剂以外,有害物质的实例还包括一些杀虫剂,尤其有机磷酸盐杀虫剂。
在一个实施方案中,提供制造包含复合材料的制品的方法。复合材料的多层能用任何合适的方法组装在一起,使组装件作为整体发挥作用,而各层起部分作用。能用来从复合材料制造制品的方法包括以不连续粘结法,如不连续的(discrete)胶粘剂图形或点粘法;机械连接法,如缝制或其它固定法;可熔纤网和热塑性纱布;部分或全部地在多层上或其内部的直接涂层法,把多层组合起来,以此种方式使它们彼此连结发挥作用。
由于本文所述的复合材料较之目前用于其它可购得服装的材料更薄、更轻,也由于复合材料的MVTR良好,所以从该复合材料制成的制品将比目前可得到的穿起来更轻、更舒服。结合复合材料键合和去活化化学和/或生物试剂能力,从本复合材料制成的制品将为需要防护免受有害试剂的人员提供更舒适和有效的阻隔。
实施例
以下实施例仅旨在说明按照本发明的方法和实施方案,所以不应把它们看成对权利要求的限制。
实施例1
用2-丙醇和20wt%可获自Cytec Industries Inc.的2000的交联溶液制成25wt%支化聚乙烯亚胺的原液。用该溶液,以缝模涂布法,按~20g/m2的涂布量,涂布到ePTFE膜基材上并在180℃下固化10min。用该材料作为对比材料。在相同条件下,但用含有0.5wt%用超声法直接混进的CuAl2O4纳米颗粒粉末并机械搅拌10min的原液,制成第二个样品。用31P固态NMR分析来比较这两种材料,以10g/m2的挑战性试验水平,对氟磷酸二异丙酯,即沙林试剂的化学模拟物的分解监控24h。如图7(a)和7(b)所示,包含聚乙烯亚胺和CuAl2O4纳米颗粒的涂层在分解氟磷酸二异丙酯方面比仅含聚乙烯亚胺的涂层更有效。
本文所公开的所有范围都包括端点在内,且端点可彼此组合。术语“第一”、“第二”等,如本文所用,不表示任何顺序、量或重要性,而是用来区分一种元素与另一种元素。与数量连用的修饰词“约”和“近似于”包括所述的值并含有上下文中规定的意思(例如,包括与特定量的测量相关的误差程度)。在叙述本发明的内容(尤其下列权利要求的内容)中,用术语“一”和“这”及类似提法应看成包括单数和复数在内,除非文中明示或上下文明显不同于此。
虽然已结合很多实施方案对本发明作了描述,但本发明不限于这些公开的实施方案。相反,对本发明可作修正,以加进任意多本文尚未描述但与本发明的精神和范围是一致的变化、更替、取代或等代安排。此外,虽然已描述了本发明的多个实施方案,但应理解本发明的发明点可以只包括部分所述的实施方案。因此,本发明不应被看作受前述说明的限制,而仅受所附权利要求的范围的限制。