医用聚丙烯材料发展现状(3)
2019年,聚合物材料供应商北欧化工(Borealis,维也纳)和博禄(Borouge,阿布扎比)联合推出一种流动性强的异相PP共聚产品Bormed BJ868MO,可用于生产诊断与医疗设备等,新产品Bormed符合欧美和ISO标准。在Bormed BJ868MO的基础上,他们又研发了一种用于高精度移液器的新型导电化合物,具有以下性能:高抗冲击性(低破损风险,零下温度时具有良好的跌落性能);高流动性(易于模具填充,压力和加工温度低,循环时间短),减少了CO2排放和能耗,增强了可持续性[16]。同年,茂名石化研制出高透明、抗冲聚丙烯(PP)新产品PPB-MT16,主要用于制造一次性塑料注射器,具有易加工成型、不易破损、包装简单、使用方便等优点,满足相关注射器性能要求。该高透明医用抗冲聚丙烯专用料具有很好的市场前景及良好的社会、经济效益[17]。
2.2 医用PP材料的研究现状
聚丙烯(PP)网片用单丝PP编织成网片状结构,再通过加工得到需要的平坦的形状,具有较强的张力、良好的组织兼容性和很小的异物反应性,是当前最佳的腹壁缺损修补专用料,但PP网片的感染仍然是研究的热点之一。2008年,王刚等人[18]采用以酒石酸钾钠(C4O6H4KNa)作为还原剂的化学液相还原法,成功将银镀于PP上,测试了其体外的抗菌效果。银粒子作用时间达到1h后,其抑菌率达到了96.73%。2010年,邹中辉等人[19]报道了其制备的镀银医用PP网片在兔子体内的抗菌性。将染过金色葡萄球菌的网片植入同一只兔子体内,测试镀银网片的抗菌效果。通过观察(大致观察和病理观察),可以看出镀银组与对照组具有明显的不同。随时间增加,镀银组网片一直保持杀菌抑菌的效果,而对照组网片随着时间的增加,没有抗菌作用,有大量细菌繁殖。这2个报道证实,无论在体外还是在体内,该镀银PP网片均具有明显的抗菌效果。有文献报告银也可用于人体,但是其在体内长期存在会否发生副反应,需要进一步研究。
通常,医用级PP材料要满足《YY/T 0242?2007医用级聚丙烯的安全标准》中对紫外吸光度的要求。但在很多应用中,纯PP的性能往往无法满足该标准,必须通过改性才能实现。PP材料一般采用加热熔融挤出等工序进行改性,容易发生热分解、熔体流动速率变大、产品变黄、力学性能变差等问题,因此一般会加入抗氧剂,以延缓或阻止加工对材料性能的影响[20]。刘永焯等人[21]将不同种类和比例的抗氧化剂(抗氧化剂1010和168按1∶1和1∶2复配,得到复配抗氧化剂B225 和B215)添加到医用PP中,采用熔融挤出的方法制得样品,用121℃的离子交换水萃取0.5h,冷却后,在220~380nm处测量萃取液的UV-Vis光谱,同时测试样品的熔体流动速率。发现抗氧剂能有效抑制PP材料在熔融过程中的氧化分解,降低了熔融加工后的医用PP的熔体流动速率(MFR),同时相应种类和比例的抗氧剂,能够起到显著降低医用PP材料的紫外吸收强度的作用。
2019年,梁志芳等人[22]将均聚PP与共聚PP进行共混,采用共混挤出造粒与注塑成型的方法,制备出不同质量比的共混PP材料,分别测试了其在辐射灭菌与湿热灭菌作用下的性能变化。通过测试发现,2种灭菌方法均能增大共混PP材料的弯曲强度、拉伸强度和弯曲模量,但降低了其冲击强度,其中质量比为7∶3和9∶1的共混聚丙烯的综合性能,经2种灭菌方式处理后,均能达到医用聚丙烯材料的标准要求。
2.3 医用PP材料回收与利用的研究现状
近几年,国家资源短缺成为了一个重大战略问题,根据中国物资再生协会(CRRA)的技术规范和标准要求,废旧医用PP输液瓶材料逐渐成为制造医用PP输液瓶的主要材料[23]。其方法一般有直接利用和改性再利用两种。直接利用就是把未经处理的废旧医用PP料通过清洗、烘干、粉碎等方式,转换为有实用价值的产品;改性再利用就是将废旧医用PP料采用物理或化学方法进行改性,使其具备原有的性能,以达到再利用标准要求的一种方法[24]。本文主要介绍改性再生利用。改性后的再生医用PP材料,其力学性能显著增强,具有较高的附加值,可用于制作高端PP塑料制品。目前主要有3种改性方法,分别是填充改性、共混改性和混杂复合改性。
2.3.1 填充改性[25-26]
填充改性是在PP材料的加工过程中,在基体中填充无机材料,或者将PP材料粉碎后,通过填充方法制备PP复合材料。纤维素或者无机填料颗粒等分子会阻碍PP分子链的运动,从而影响其晶型、结晶度、分子链间的作用力、玻璃化转变温度与注塑工艺条件等。填充改性在降低成本的同时增强了PP材料在某些方面的力学性能。