本文通過試驗對口罩產品的抗合成血液穿透性試驗進行了一系列研究，研究合成血液的表面張力以及張力變化對穿透性能的影響，同時對合成血液的配方進行了優化，旨在為防護用口罩的研制及檢測提供科學依據和參考。

試驗方法

合成血液表面張力的影響因素主要有兩個：溫度和表面活性劑使用量。根據YY 0469—2011《醫用外科口罩》合成血液穿透的測試要求，通過改變合成血液的儲存溫度、表面活性劑的使用量來改變合成血液的表面張力，并通過測試來驗證表面張力大小的變化對合成血液穿透試驗的影響。

溫度對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℃的環境中1小時，然后取出測定其表面張力，每個溫度連續測定5次并取其算術平均值作為表面張力的結果。

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，從原來的45.149mN/m降至37.540mN/m。因為隨著溫度升高，分子鍵引力減弱，表面張力隨溫度升高而減少。同時，溫度升高，液體的飽和蒸氣壓增大，氣相中的分子密度增加，氣相分子對液體表面分子的引力增大，導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。使用全自動表面張力儀測定各組合成血液的表面張力。每組連續測定5次并取其算術平均值作為測試結果。

在25℃下配制不同的Tween-20用量進行試驗。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，添加量很少時即可大大降低溶液的表面張力。Tween-20通過分子中不同部分分別對兩相親和，使兩相均將其看作本相的成分，分子排列在兩相之間，使兩相的表面相當于轉入分子內部，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用量對合成血液穿透試驗的影響

分別將不同的溫度和Tween-20用量的合成血液倒入醫用口罩合成血液穿透試驗儀的儲液罐中，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樣品10s，觀察穿透情況。

根據表1、表2，結合圖1和圖2可知，合成血液的穿透性能會隨著表面張力的降低而增加，表面張力大于40mN/m時，醫用外科口罩內表面沒有出現血液穿透現象。當表面張力低于40mN/m時，口罩內表面出現微量血液穿透現象。這是由于合成血液對醫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情況決定的；而表面張力是合成血液模擬真實血液中需要評定的一個重要物理指標，合成血液的表面張力越小，那么它在口罩表面展開的體積就越大，越容易進入固體內部。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，為確保試驗的準確性，應使用表面張力在（42±2）mN/m范圍內的合成血液。