W porównaniu do materiałów szklanych i metalowych, głównymi cechami tworzyw sztucznych są:
1, koszt jest niski, można go ponownie wykorzystać bez dezynfekcji, nadaje się do wykorzystania jako surowiec do produkcji jednorazowych wyrobów medycznych;
2, przetwarzanie jest proste, wykorzystanie jego plastyczności można przetworzyć w różne przydatne struktury, a metal i szkło są trudne do przetworzenia w złożoną strukturę produktów;
3, wytrzymały, elastyczny, nie tak łatwy do złamania jak szkło;
4, z dobrą obojętnością chemiczną i bezpieczeństwem biologicznym.
Te zalety użytkowe sprawiają, że tworzywa sztuczne są szeroko stosowane w wyrobach medycznych, w tym głównie polichlorek winylu (PVC), polietylen (PE), polipropylen (PP), polistyren (PS), poliwęglan (PC), ABS, poliuretan, poliamid, elastomery termoplastyczne, polisulfon i polieteroeteroketon.Mieszanie może poprawić wydajność tworzyw sztucznych, tak aby odzwierciedlić najlepsze właściwości różnych żywic, takich jak modyfikacja mieszania poliwęglanu/ABS, polipropylenu/elastomeru.
Ze względu na kontakt z płynnym lekiem lub kontakt z ciałem ludzkim, podstawowymi wymaganiami tworzyw medycznych są stabilność chemiczna i bezpieczeństwo biologiczne.Krótko mówiąc, składniki tworzyw sztucznych nie mogą wytrącić się do płynnego leku ani do organizmu ludzkiego, nie powodują toksyczności i uszkodzeń tkanek i narządów, są nietoksyczne i nieszkodliwe dla organizmu ludzkiego.Aby zapewnić bezpieczeństwo biologiczne tworzyw medycznych, tworzywa medyczne zwykle sprzedawane na rynku są certyfikowane i testowane przez władze medyczne, a użytkownicy są wyraźnie informowani, które gatunki są klasy medycznej.
Medyczne tworzywa sztuczne w Stanach Zjednoczonych zwykle przechodzą certyfikację FDA i wykrywanie biologiczne USPVI, a tworzywa sztuczne klasy medycznej w Chinach są zwykle testowane przez Centrum Testowania Wyrobów Medycznych w Shandong.Obecnie w kraju nadal istnieje znaczna liczba medycznych materiałów z tworzyw sztucznych, które nie mają ścisłego poczucia certyfikacji bezpieczeństwa biologicznego, ale wraz ze stopniową poprawą przepisów sytuacja ta będzie coraz bardziej poprawiana.
W zależności od budowy i wymagań wytrzymałościowych wyrobu urządzenia dobieramy odpowiedni rodzaj i gatunek tworzywa oraz ustalamy technologię obróbki materiału.Właściwości te obejmują wydajność przetwarzania, wytrzymałość mechaniczną, koszt użytkowania, sposób montażu, sterylizację itp. Wprowadzono właściwości technologiczne oraz właściwości fizyczne i chemiczne kilku powszechnie stosowanych tworzyw medycznych.
Siedem powszechnie stosowanych tworzyw medycznych
1. Polichlorek winylu (PVC)
PVC jest jedną z najbardziej produktywnych odmian tworzyw sztucznych na świecie.Żywica PVC to biały lub jasnożółty proszek, czysty PVC jest ataktyczny, twardy i kruchy, rzadko używany.W zależności od różnych zastosowań można dodać różne dodatki, aby części z tworzyw sztucznych z PVC wykazywały różne właściwości fizyczne i mechaniczne.Dodanie odpowiedniej ilości plastyfikatora do żywicy PVC pozwala uzyskać różnorodne twarde, miękkie i przezroczyste produkty.
Twarde PCV nie zawiera lub zawiera niewielką ilość plastyfikatora, ma dobrą odporność na rozciąganie, zginanie, ściskanie i uderzenia, może być stosowane samodzielnie jako materiał konstrukcyjny.Miękkie PCV zawiera więcej plastyfikatorów, a jego miękkość, wydłużenie przy zerwaniu i odporność na zimno są zwiększone, ale kruchość, twardość i wytrzymałość na rozciąganie są zmniejszone.Gęstość czystego PVC wynosi 1,4 g/cm3, a gęstość części z tworzyw sztucznych PVC z plastyfikatorami i wypełniaczami zazwyczaj mieści się w zakresie 1,15 ~ 2,00 g/cm3.
Według szacunków rynkowych, około 25% medycznych wyrobów z tworzyw sztucznych to PCV.Wynika to głównie z niskiego kosztu żywicy, szerokiego zakresu zastosowań i łatwości jej obróbki.Produkty z PVC do zastosowań medycznych to: rury do hemodializy, maski oddechowe, rurki tlenowe i tak dalej.
2. Polietylen (PE, polietylen)
Tworzywo polietylenowe to największa odmiana w branży tworzyw sztucznych, mleczna, pozbawiona smaku, bezwonna i nietoksyczna, błyszcząca, woskowata cząsteczka.Charakteryzuje się niską ceną, dobrymi parametrami użytkowymi, może mieć szerokie zastosowanie w przemyśle, rolnictwie, opakowaniach i przemyśle codziennym oraz zajmuje kluczową pozycję w branży tworzyw sztucznych.
PE obejmuje głównie polietylen o małej gęstości (LDPE), polietylen o dużej gęstości (HDPE) i polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej (UHDPE) oraz inne odmiany.HDPE ma mniej łańcuchów rozgałęzionych w łańcuchu polimeru, wyższą względną masę cząsteczkową, krystaliczność i gęstość, większą twardość i wytrzymałość, słabą nieprzezroczystość, wysoką temperaturę topnienia i jest często stosowany w częściach wtryskowych.LDPE ma wiele łańcuchów rozgałęzionych, więc względna masa cząsteczkowa jest mała, krystaliczność i gęstość są niskie, z lepszą miękkością, odpornością na uderzenia i przezroczystością, często stosowane do folii rozdmuchowej, jest obecnie szeroko stosowaną alternatywą dla PVC.Materiały HDPE i LDPE można również mieszać zgodnie z wymaganiami wydajnościowymi.UHDPE charakteryzuje się wysoką udarnością, niskim tarciem, odpornością na pękanie naprężeniowe i dobrymi właściwościami pochłaniania energii, co czyni go idealnym materiałem na sztuczne łączniki biodrowe, kolanowe i barkowe.
3. polipropylen (PP, polipropylen)
Polipropylen jest bezbarwny, bezwonny i nietoksyczny.Wygląda jak polietylen, ale jest bardziej przezroczysty i lżejszy niż polietylen.PP to tworzywo termoplastyczne o doskonałych właściwościach, o małym ciężarze właściwym (0,9 g/cm3), nietoksyczne, łatwe w obróbce, odporne na uderzenia, zapobiegające uginaniu się i inne zalety.Ma szeroki zakres zastosowań w życiu codziennym, w tym torby tkane, folie, pudełka obrotowe, materiały ekranujące z drutu, zabawki, zderzaki samochodowe, włókna, pralki i tak dalej.
Medyczny PP charakteryzuje się wysoką przezroczystością, dobrą barierowością i odpornością na promieniowanie, dzięki czemu ma szerokie zastosowanie w przemyśle sprzętu medycznego i opakowań.Materiały inne niż PVC, których głównym elementem jest PP, są obecnie szeroko stosowane jako alternatywa dla materiałów PVC.
4. Polistyren (PS) i żywica K
PS jest trzecią co do wielkości odmianą tworzywa sztucznego po polichlorku winylu i polietylenie, zwykle stosowaną jako jednoskładnikowe przetwarzanie i zastosowanie tworzyw sztucznych, główne cechy to lekkość, przezroczystość, łatwość barwienia, wydajność przetwarzania formowania jest dobra, dlatego jest szeroko stosowana w codziennych tworzywach sztucznych , części elektryczne, przyrządy optyczne oraz artykuły kulturalne i edukacyjne.Jego tekstura jest twarda i krucha, a także ma wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej, co ogranicza jego zastosowanie w inżynierii.W ostatnich dziesięcioleciach opracowano modyfikowany polistyren i kopolimery na bazie styrenu, aby w pewnym stopniu przezwyciężyć wady polistyrenu.Żywica K jest jednym z nich.
Żywica K powstaje w wyniku kopolimeryzacji styrenu i butadienu, jest polimerem amorficznym, przezroczystym, pozbawionym smaku, nietoksycznym, o gęstości 1,01 g/cm3 (niższej niż PS, AS), wyższej udarności niż PS, przezroczystości (80 ~ 90% ) dobra, temperatura odkształcenia termicznego 77 ℃, ilość butadienu zawartego w materiale K, jego twardość jest również inna, ze względu na dobrą płynność materiału K, zakres temperatur przetwarzania jest szeroki, więc jego wydajność przetwarzania jest dobra.
Główne zastosowania w życiu codziennym obejmują kubki, POKRYWKI, butelki, opakowania kosmetyczne, wieszaki, zabawki, produkty z materiałów zastępczych PVC, opakowania do żywności i materiały opakowaniowe medyczne
5. ABS, kopolimery akrylonitryl-butadien-styren
ABS ma pewną sztywność, twardość, odporność na uderzenia i odporność chemiczną, odporność na promieniowanie i odporność na dezynfekcję tlenkiem etylenu.
ABS w zastosowaniach medycznych jest używany głównie jako narzędzia chirurgiczne, zaciski bębnowe, plastikowe igły, skrzynki narzędziowe, urządzenia diagnostyczne i obudowy aparatów słuchowych, zwłaszcza niektóre duże obudowy sprzętu medycznego.
6. Poliwęglan (PC, poliwęglan)
Typowe cechy PCS to wytrzymałość, wytrzymałość, sztywność i odporna na wysoką temperaturę sterylizacja parowa, co sprawia, że PCS są preferowane jako filtry do hemodializy, rękojeści narzędzi chirurgicznych i zbiorniki tlenu (instrument ten, używany w chirurgii serca, może usuwać dwutlenek węgla z krew i zwiększyć ilość tlenu);
Inne zastosowania PC w medycynie obejmują bezigłowe systemy wstrzykiwania, instrumenty perfuzyjne, misy wirówek do krwi i tłoki.Wykorzystując wysoką przezroczystość, zwykłe okulary dla krótkowzroczności są wykonane z PC.
7. PTFE (politetrafluoroetylen)
Żywica politetrafluoroetylenowa to biały proszek, o woskowym wyglądzie, gładki i nieprzywierający, jest najważniejszym tworzywem sztucznym.PTFE ma doskonałe właściwości, które nie są porównywalne z ogólnymi tworzywami termoplastycznymi, dlatego nazywany jest „królem plastiku”.Jego współczynnik tarcia jest najniższy wśród tworzyw sztucznych, ma dobrą biokompatybilność i można go wytwarzać w sztucznych naczyniach krwionośnych i innych urządzeniach bezpośrednio wszczepianych.
Czas publikacji: 25 października 2023 r