本技术涉及高分子材料，具体涉及一种闪蒸无纺布及其制备方法。
背景技术：
1、闪蒸无纺布是一种将高分子(一般为聚乙烯)溶液在溶剂的沸点以上且在高压下挤出至常压环境，因压力的急剧变化而转化为纤维丝条汇聚形成的无纺布产品，相比于传统的无纺布材料不仅成型效率高，微观结构均匀，并且具有理想的力学强度和防护效果，同时其克重轻，非常适用于医疗防护包装领域。
2、现有的无纺布或纺织布产品在运用于医疗防护包装领域时，如果是非一次性产品，均需要在进行消毒后才能重复利用，而相比于辐射消毒，采用环氧乙烷气体消毒的场景更为普遍：环氧乙烷气体一般在灭菌柜中释放出来并吸附到待消毒产品表面和内部，与各类微生物反应并使其失去活性，随后在通风条件下将环氧乙烷气体释放并转移。
3、然而对于现有闪蒸无纺布产品而言，基于其闪蒸纺丝纤维的致密性，产品的透气度较低，因此要让环氧乙烷充分解析并达到残留量标准(以医疗包装产品为例，根据gb19082要求，环氧乙烷气体的残留量不得超过10μg/g)需花费时间较长。为此，人们尝试提升产品的透气度，例如在闪蒸无纺布纤维内引入一些碳酸钙颗粒，在成网后以盐酸去除从而在产品内形成丰富的孔隙结构，但这样的做法会导致产品的一些基础力学强度和防护效果有所下降。
技术实现思路
1、基于现有技术存在的缺陷，本技术的目的在于提供了一种闪蒸无纺布，该产品以tpee(热塑性聚酯弹性体)这种透气性较高的材料作为功能成分，配合特定的植物源多孔二氧化硅并协调整体产品的相容性、亲水性关系，不仅可大幅度提升产品的透气性能，环氧乙烷解析效率高，同时力学强度和防水性能较高，应用在医护包装领域时的重复利用率高。
2、为了达到上述目的，本技术采取的技术方案为：
3、一种闪蒸无纺布，包括闪蒸纤维，闪蒸纤维包括以下重量份的组分：
4、hdpe 70～85份、lldpe 2～5份、tpee 5～10份、相容剂1～3份以及植物源多孔二氧化硅5～10份，
5、相容剂为端羟基超支化聚酯，
6、闪蒸无纺布满足：37≤g/b≤75，
7、其中g mgkoh/g为端羟基超支化聚酯的羟值，b m2/g为闪蒸无纺布的比表面积。
8、优选地，g/b为37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、52、55、58、60、62、65、68、70、72、75中的一者或任意两者的范围值。
9、更优选地，闪蒸无纺布满足：41≤g/b≤69。
10、本技术技术方案中，为了提升产品的透气性能，在闪蒸无纺布纤维的组分体系中引入tpee，通过特殊孔径结构作用，在和hdpe和lldpe复配后其形成的纤维具有防水且透气的功效，并且在一定程度上提升产品的韧性和机械强度。不过，经验证，tpee和两者不同密度的聚乙烯其相容性较差，并且容易出现分散不均的情况，透气强度也依然难以达到快速解析环氧乙烷气体的效果，为此在上述基体树脂体系中，本技术引入了特殊的植物源多孔二氧化硅并复配端羟基超支化聚酯分别作为填充剂和相容剂，前者继承了植物组织结构的分级尺寸性，经过植物源提炼后具有理想的分级多孔结构(植物中的硅一般以硅酸盐、硅素等形态分散在根部或茎叶部组织，其主要成分为有机碳源，因此在经过碳化提炼后，这些有机碳源会作为原位模板使得成型的二氧化硅具有分级多孔性)，在复配进入有机树脂中时不仅可进一步提升产品的力学强度，同时当其分散在所得闪蒸纤维表面时，其具备的多孔结构具有一定的可逆洗脱性，相比于有机组分更容易受热解析气体，而端羟基超支化聚酯对于tpee以及填料均具有理想的亲和性，可有效提升整体组分的均匀分散性，相比于传统的聚乙烯蜡或者马来酸酐接枝类相容剂具有更好的性能提升作用。
11、不过，端羟基超支化聚酯的羟值(也即单位羟基量)与多孔二氧化硅的亲附性、纤维表面水汽、气体的亲和性有一定关联，在合适的闪蒸纤维复合结构中，其含有的羟基才可有效亲附多孔二氧化硅并使其均匀分散，同时也能保障纤维表面的气体解析效率，因此本技术技术方案构建了该组分的羟值以及产品比表面积的函数关系，如果闪蒸纤维的纤维间紧密度过高或过低，致使整个闪蒸无纺布的比表面积过大或过小，又或者端羟基超支化聚酯的羟值过大或过小，都可能会导致纤维表面对于气体的吸附性过强，解析效率下降，又或者对于多孔二氧化硅以及tpee的亲和性减弱，致使这两种组分在产品中的相容性变低，最终无法兼顾产品的气体解析效果以及力学强度和防护性能。
12、优选地，hdpe根据astm d1238在190℃、2.16kg负荷下的熔融指数为大于等于5g/10min且小于等于15g/10min。
13、进一步优选地，hdpe根据astm d1238在190℃、2.16kg负荷下的熔融指数为5g/10min、5.5g/10min、7g/10min、8g/10min、10g/10min、12g/10min、15g/10min中的一者或任意两者的范围值。
14、优选地，lldpe根据astm d1238在190℃、2.16kg负荷下的熔融指数大于等于20g/10min且小于等于30g/10min。
15、进一步优选地，lldpe根据astm d1238在190℃、2.16kg负荷下的熔融指数为20g/10min、22g/10min、25g/10min、28g/10min、30g/10min中的一者或任意两者的范围值。
16、优选地，tpee根据astm d1238在240℃、2.16kg负荷下的熔融指数大于等于5g/10min且小于等于20g/10min。
17、进一步优选地，tpee根据astm d1238在240℃、2.16kg负荷下的熔融指数为5g/10min、8g/10min、10g/10min、12g/10min、15g/10min、16g/10min、18g/10min、20g/10min中的一者或任意两者的范围值。
18、更优选地，tpee包括韩国可隆生产kp3855fb。
19、优选地，端羟基超支化聚酯的羟值大于等于560mgkoh/g且小于等于600mgkoh/g，分子量大于等于1100g/mol且小于等于2400g/mol。
20、优选地，端羟基超支化聚酯为端羟基脂肪族超支化聚酯。
21、更优选地，端羟基超支化聚酯为武汉超支化生产的hyper h102、h103中的至少一种。
22、优选地，植物源多孔二氧化硅包括水稻源多孔二氧化硅、玉米源多孔二氧化硅、竹源多孔二氧化硅中的至少一种。
23、更优选地，植物源多孔二氧化硅的比表面积大于等于100m2/g且小于等于300m2/g。
24、更优选地，植物源多孔二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
25、将植物源干燥、破碎、研磨成粉末后，酸洗，随后预先在惰性气氛下250℃保温5～10h，再在空气气氛下700℃保温1～3h，过200目筛，即得所述植物源多孔二氧化硅。
26、更优选地，植物源包括水稻根、水稻茎、水稻叶、水稻谷壳、玉米茎、玉米叶、玉米须、玉米根、竹干、竹叶、竹笋中的至少一种。
27、正常塑料用填料颗粒状二氧化硅(也即石英粉)一般为矿石出产后研磨加工所得到，而一些实验室级别的超细二氧化硅则是采用有机硅合成的方式进行合成，但这些材料基本为颗粒状实心结构，没有吸附气体的作用，而在本技术技术方案中，为了使得诸如环氧乙烷等气体能够从产品中快速通过并解析，需要采用比表面积较大，孔隙比较丰富的多孔型填料，制备的产品才能在气体进入其内部时被填料快速选择性吸附，以内部传动的方式加速气体的传输，并且分散在产品表面的填料还能实现快速气体解析散出，进一步地，生物质中的硅元素存在于复杂的生物结构当中，在烧制转化为碳后，其继承了生物质结构的复杂有序性，并呈现出分级多孔结构，具有一定数量的微孔和介孔，这种结构更有利于提升整体产品的气体传输动力学性能。
28、不过，植物源多孔二氧化硅相较于实心球形二氧化硅颗粒其对于产品的力学强度提升不足，因此需要复配特定含量的tpee进行使用，经实验验证，在本技术技术方案所述配方下，tpee可以有效弥补植物源多孔二氧化硅所带来的强度降低。
29、优选地，植物源多孔二氧化硅还经过硅烷偶联剂浸渍改性。
30、采用硅烷偶联剂进行浸渍改性可以在植物源多孔二氧化硅表面增加较多和亲和性基团结构，更有利于其与相容剂以及有机基体树脂结合相容。
31、优选地，闪蒸纤维的组分中还包括超高分子量聚乙烯(uhmwpe)。
32、超高分子量聚乙烯是一种线型结构的工程塑料材料，是一种典型的增刚、增韧型聚乙烯塑料添加剂，但这种添加剂在常规塑料(聚乙烯、聚丙烯等)以及一些聚酯基体中的相容性不高，因此引入复合有机相时其增强程度有时不如预期，而在本技术技术方案的闪蒸纺丝中，由于端羟基超支化聚酯的高相容性，使得超高分子量聚乙烯能够很好地相容在产品当中，并且经过验证惊讶地发现，除了产品的力学强度外，在引入少量的超高分子量聚乙烯后，产品的气体解析效率和防水性能也得到了一定提升，可能原因在于超高分子量聚乙烯在塑料体系中具有提升摩擦性能的效益，而在本技术产品中，其可以提升闪蒸纤维组分中tpee和植物源多孔二氧化硅在聚乙烯基体中的润滑性能，两者的分散效果和作用性能更好，使得产品的防水透气性进一步提升。
33、更优选地，超高分子量聚乙烯的在闪蒸纤维的组分中的重量份数为0.2～1.5份。
34、更优选地，超高分子量聚乙烯的在闪蒸纤维的组分中的重量份数为0.2～1份。
35、超高分子量聚乙烯在一定程度上可以提升产品各组分的摩擦性能，但该组分与hdpe、lldpe以及tpee依然存在一定的不相容性，因此在引入量增大后，产品的性能提升程度减缓甚至有少量回降。
36、优选地，闪蒸无纺布的比表面积大于等于8m2/g且小于等于15m2/g。
37、进一步优选地，闪蒸无纺布的比表面积为8m2/g、9m2/g、10m2/g、11m2/g、12m2/g、13m2/g、14m2/g、15m2/g中的一者或任意两者的范围值。
38、更优选地，闪蒸无纺布的比表面积大于等于8.5m2/g且小于等于15m2/g。
39、更优选地，所述闪蒸无纺布的比表面积可采用氮气吸脱附法测试确认，确认时采用脱附支曲线数值。
40、优选地，闪蒸无纺布中，lldpe、tpee、植物源多孔二氧化硅以及相容剂以母粒形式引入。
41、更优选地，母粒的制备方法，包括以下步骤：
42、将lldpe、tpee、植物源多孔二氧化硅、相容剂混合，随后转入双螺杆挤出机中90～180℃熔融挤出造粒，即得母粒。
43、优选地，闪蒸无纺布的透气率根据gb/t 5453(测试面积20cm2、测试压差200pa)大于等于30mm/s且小于等于50mm/s。
44、优选地，闪蒸无纺布的透气率的平均厚度大于等于110μm且小于等于150μm。
45、优选地，闪蒸无纺布根据gb/t 8809下的抗刺穿度大于等于7000j/m2且小于等于10000j/m2。
46、优选地，闪蒸无纺布根据gb/t 4744(升压速率6kpa/min)抗静水压大于等于12000pa。
47、本技术的另一目的在于提供闪蒸无纺布的制备方法，包括以下步骤：
48、将各组分加入至含有溶剂的混合装置中，随后加热并通入氮气使得混合装置内的温度为大于等于200℃且小于等于230℃，压力大于等于10mpa且小于等于12mpa，得纺丝溶液，
49、将纺丝溶液置入闪蒸纺丝装置中进行纺丝并通过接收装置接收成膜，所得纤维膜经冷压、热轧后即得闪蒸无纺布。
50、优选地，溶剂的沸点≤100℃。
51、更优选地，溶剂包括苯、甲苯、丁烷、戊烯、正己烷、庚烷、辛烷、环己烷、二氯甲烷、四氯化碳、氯仿、氯甲烷、氯氟甲烷、氯乙烷中的至少一种。
52、更优选地，纺丝溶液中固相和液相的质量之比为(10:90)～(30:70)。
53、更优选地，闪蒸纺丝装置采用发明人在先研发技术cn115323628b中使用的生产设备300进行制备。
54、需要说明的是，本技术产品并不局限于上述生产设备进行生产，本领域技术人员根据实际需要，也可以采用其他类型的闪蒸生产设备进行产品生产，只要可制备出具有相同技术特征以及技术效果的产品均可。
55、本技术的再一目的在于提供闪蒸无纺布在制备医疗器械包装产品中的应用。
56、优选地，医疗器械包装产品包括包装袋、边封袋中的至少一种。
57、更优选地，医疗器械保障产品中包含了本技术闪蒸无纺布，闪蒸无纺布通过包括但不限于嵌合、粘合或热封中的至少一种方式结合在医疗器械保障产品中，可设置于中心区域或边缘区域，也可设置为整个平面。
58、更优选地，闪蒸无纺布设置于包装袋或边封袋的内部或外部。
59、更优选地，闪蒸无纺布设置于包装袋或边封袋的中间部位或边缘部位。
60、更优选地，闪蒸无纺布设置于包装袋或边封袋的单一平面或两个平面。
61、更优选地，以单面平面面积占比计算，闪蒸无纺布在医疗器械包装产品的平面面积占比大于等于8％且小于等于60％。
62、具体地，闪蒸无纺布在医疗器械包装产品的平面面积占比可以是8％、8.5％、9％、10％、10.34％、10.6％、15％、20％、25％、50％、55％、59％、60％中的一者或任意两者的范围值。
63、需要说明的是，平面面积是指医疗器械包装产品展开成单个平面后该平面的总面积，例如一医疗器械包装产品实际是通过两个平面的塑料膜对称热贴合形成的塑料袋，该塑料袋一侧开口，则该塑料袋的平面面积即为其展开后的两个塑料膜的平面面积之和。
64、示例性地，医疗器械包装产品可以为密封袋，该密封袋由第一平面和第二平面两个长方形平面热贴合形成，在第一平面上的中央位置设置有可透气的长方形闪蒸无纺布，其他位置则为低透气或不透气的密封塑料；长方形闪蒸无纺布延伸至密封袋第一平面的边缘，因此长度与第一平面相同，闪蒸无纺布的宽度为3cm，该第一平面的长度为14.5cm；第二平面与第一平面尺寸完全相同且第二平面不设有闪蒸无纺布。
65、因此，将两个平面的长度定义为xcm，则以该密封袋的平面面积占比计算，闪蒸无纺布的平面面积占比为3x/(2×14.5x)×100％＝10.34％。
66、示例性地，医疗器械包装产品可以为密封袋，该密封袋由第一平面和第二平面两个长方形平面热贴合形成，在第一平面上的边缘设置有可透气的长方形闪蒸无纺布，其他位置则为低透气或不可透气的密封塑料；长方形闪蒸无纺布的宽度与该平面相同；第二平面与第一平面尺寸相同且第二平面不设有闪蒸无纺布。
67、示例性地，医疗器械包装产品可以为热封袋，该热封袋由第一平面和第二平面两个长方形平面通过热封的方式结合得到，其中第一平面为闪蒸无纺布，第二平面为低透气或不可透气的密封塑料，两个平面尺寸相同，因此以热封袋的平面面积占比计算，闪蒸无纺布在边封袋的平面面积占比为50％。
68、本技术所述闪蒸无纺布基于其优异的透气效率和使用性能，可以很好地应用在包括但不限于需要进行环氧乙烷气体消毒，但是又必须确保具有快速环氧乙烷解析能力的医疗器械包装产品当中，无论消毒本体是医疗器械，亦或是包装产品本身，相比于现有包装产品均具有更快达到环氧乙烷残留标准的能力，并且基于该能力，本领域技术人员可以根据实际需要，仅在产品中采用最低面积占比为8％的闪蒸无纺布(现有包装产品的透气部件一般面积占比达到10％及以上)作为透气解析部件，在保障解析效率和使用性能的前提下可大大节省成本，经济效益高。
69、本技术的有益效果在于，本技术提供了一种闪蒸无纺布及其制备方法，该产品以tpee这种透气性较高的材料作为功能成分，配合特定的植物源多孔二氧化硅并协调整体产品的相容性、亲水性关系，不仅可大幅度提升产品的透气、解析性能，同时力学强度和防水性能较高，应用在医护包装领域时的重复利用率高。
1.一种闪蒸无纺布，其特征在于，包括闪蒸纤维，闪蒸纤维包括以下重量份的组分：
2.如权利要求1所述闪蒸无纺布，其特征在于，所述hdpe根据astm d1238在190℃、2.16kg负荷下的熔融指数为大于等于5g/10min且小于等于15g/10min；
3.如权利要求1所述闪蒸无纺布，其特征在于，所述端羟基超支化聚酯的羟值大于等于560mgkoh/g且小于等于600mgkoh/g，分子量大于等于1100g/mol且小于等于2400g/mol。
4.如权利要求1所述闪蒸无纺布，其特征在于，所述植物源多孔二氧化硅包括水稻源多孔二氧化硅、玉米源多孔二氧化硅、竹源多孔二氧化硅中的至少一种；所述植物源多孔二氧化硅的比表面积大于等于100m2/g且小于等于300m2/g。
5.如权利要求1所述闪蒸无纺布，其特征在于，所述闪蒸纤维的组分中还包括超高分子量聚乙烯；所述超高分子量聚乙烯的在闪蒸纤维的组分中的重量份数为0.2～1.5份。
6.如权利要求1所述闪蒸无纺布，其特征在于，所述闪蒸无纺布的比表面积大于等于8m2/g且小于等于15m2/g。
7.如权利要求1所述闪蒸无纺布，其特征在于，所述闪蒸无纺布的透气率根据gb/t5453标准大于等于30mm/s且小于等于50mm/s；
8.如权利要求1～7任一项所述闪蒸无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.如权利要求1～7任一项所述闪蒸无纺布在制备医疗器械包装产品中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述医疗器械包装产品包括包装袋和边封袋中的至少一种，所述医疗器械包装产品中包含权利要求1～7任一项所述闪蒸无纺布，所述闪蒸无纺布在医疗器械包装产品中的平面面积占比大于等于8％且小于等于60％；
