7种常用的医用塑料想不到吧排在首位竟然是?
聚氯乙烯(PVC),聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、ABS、聚氨酯、聚酰胺、热塑性弹性体、聚砜和聚醚醚酮
一般的塑料合成以后,从大石化厂的合成塔出来,都是面粉状的粉末,不能用来直接生产产品,这就是人们常说的从树汁中提取出脂的成份是一样的,也称为树脂,也叫粉料,这是一种纯净的塑料,它流动性差,耐热性低,易老化分解,不耐环境老化。人们为了改善以上缺陷,在树脂粉中加入热稳定剂、抗老化剂、抗紫外光剂、增塑剂等,经过造粒改性,增加它的流动性,生产出适应任何加工工艺的、有特殊性能的、不一样的牌号的塑料品种。所以,同一种塑料品种有很多牌号,按照加工方法来分,有注塑级的,有挤出级的,有吹膜级的;按照性能来分,有高刚性的,有增韧的,等等。医疗器械厂家广泛使用的塑料材料都是经过改性可以直接用的塑料颗粒。对于市场中没有的具有特殊性能的产品,器械厂可以引进造粒生产线,通过不同的配方设计,加工生产塑料颗粒。
由于要与药液接触或与人体接触,医用塑料的基础要求是具有化学稳定性和生物安全性。简单来说,塑料材料中的组成成分不能析出进入药液或人体,不会引起组织器官的毒性和损伤,对人体是无毒无害的。为了确认和保证医用塑料的生物安全性,通常在市面销售的医用塑料都是通过医疗权威部门的认证和检测,并且明确告知使用者哪些牌号是医疗级的。
美国的医用塑料通常会通过FDA认证和USPVI生物检测,我们国家医疗级的塑料通常经过山东医疗器械检测中心的检测。目前国内还有相当一部分医用塑料材料未经严格意义上的生物安全认证,但随着法规的逐渐健全,这一些状况会慢慢的改善。
根据器械制品的结构和强度要求,我们来选择正真适合的塑料类型和恰当的牌号,并确定材料的加工工艺。这些性能包括加工性能、力学强度、使用成本、装配方式、可灭菌性等。现将常用的几种医用塑料加工性能和物理化学性能进行介绍。
PVC是世界上产量最大的塑料品种之一。PVC树脂为白色或浅黄色粉末,纯PVC属无规立构,硬而脆,很少应用。根据不同的用途能加入不同的添加剂,使PVC塑件呈现不同的物理性能和力学性能。在PVC树脂中加入适量的增塑剂,就可制成多种硬质、软质和透明制品。
硬PVC不含或含有少量的增塑剂,有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能,可单独用作结构材料。软PVC含有较多的增塑剂,它的柔软性、断裂伸长率、耐寒性增加,但脆性、硬度、抗拉强度降低。纯PVC的密度为1.4g/cm3,加入了增塑剂和填料等的PVC塑件的密度一般在1.15 ~ 2.00g/cm3范围内。
PVC材料是一种非结晶性材料,能溶于环已酮和四氢呋喃等有机溶剂。所以通常使用环己酮来粘接PVC部件。
PE最重要的包含低密度聚乙烯(LDPE)、HDPE(HDPE)以及超高分子量的聚乙烯(UHDPE)等品种。HDPE的高分子链上支链较少,相对分子质量、结晶度和密度较高,硬度和强度较大,不透明性差,熔点较高,常用于注塑件。LDPE带有许多支链,因而相对分子质量较小,结晶度和密度较低,具备比较好的柔软性、耐冲击及透明性,常用于吹膜,是目前普遍的使用的PVC可选的替代品。也能够准确的通过使用性能要求将HDPE和LDPE两种材料混合使用。UHDPE具有较高的冲击强度、低摩擦性、耐应力开裂性和较好的吸能特性,使之成为人造臀、膝盖和肩部连接器的理想材料。
聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯,但比聚乙烯更透明、更轻。PP是一种性能优良的热塑性塑料,具有比重小(0.9g/cm3)、无毒、易加工、抗冲击、抗挠曲性等优点。在日常生活中具有广泛的应用,包括编织袋、薄膜、周转箱、电线蔽护材料、玩具、汽车保险杆、纤维、洗衣机等
PP是一种半结晶性材料,熔点高,耐热性好、能在100°C以上的温度下做消毒灭菌。
PS是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种,通常作单组分塑料来加工和应用,主要特征是质轻、透明、易染色,成型加工性能好,所以大范围的应用于日用塑料、电器零件、光学仪器及文教用品。质地硬而脆,有较高的热膨胀系数,因此,限制了它在工程上的应用。近几十年来,发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物,在某些特定的程度上克服了聚苯乙烯的缺点。K树脂就是这里面的一种。
K树脂是由苯乙烯与丁二烯共聚而成,它是无定型聚合物,透明、无味、无毒、密度为1.01g/cm3左右(比PS、AS的低),耐冲击性能比PS高,透明性(80~90%)好,热变形温度为77℃, K料中含有丁二烯成分的多少,其硬度亦不同,由于K料的流动性好,加工温度范围较宽,所以其加工性能良好。
ABS具有一定的刚性、硬度、耐冲击和耐化学性能、耐辐射和耐环氧乙烷消毒。ABS在医疗上的应用主要用作外科工具、滚筒夹子、塑料针、工具盒、诊断器件和助听器外壳,特别是一些大型医疗设施的外壳。
干燥处理:ABS材料具备吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80-90C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。这三种组分的各自特性,使得ABS拥有非常良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度,丁二烯使ABS坚韧,苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。
PC的典型特性是韧性、强度、刚性和耐热蒸汽消毒,这些特点使得PC优先选择成为血液渗析过滤器、外科工具柄和氧气罐(当在外科心脏手术中,这种仪器可以去除血液中的二氧化碳,增加氧气);PC在医学上的应用还包括无针注射体系、灌注仪器、血液离心机碗和活塞。利用其高透明性能,通常的近视眼镜是PC做成的。
PC是一种非结晶工程材料,具有特别好的抗冲击强度、耐热性、透明性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性及抗污染性。
加工难度大,一般将粉料冷压成坯料,然后再烧结或挤出成型。不建议器械厂家生产此产品,量不大时直接采购较好。
耐化学腐蚀性和化学稳定性是目前已知塑料中最优越的一种,它对强酸、强碱及各种氧化剂等腐蚀性很强的介质,甚至是沸腾的“王水”,都完全稳定。
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