硅橡膠材料在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用

【橡膠技術(shù)網(wǎng) - 硅橡膠】

　　1、醫(yī)療導(dǎo)管

　　醫(yī)療商品，需要高純度和高尚度的材料，所以過氧化物硫化的硅橡膠越來越多地被加成/鉑金硫化的硅橡膠替代。"加成硫化"的名稱來自于其交聯(lián)過程中發(fā)作的化學(xué)反響：在貴金屬（如鉑）的催化下，多官能團(tuán)的交聯(lián)劑分子上的SiH官能團(tuán)被加成在乙烯基聚硅氧烷分子的乙烯基雙鍵上，然后將交聯(lián)劑分子與乙烯基聚硅氧烷分子經(jīng)過化學(xué)鍵聯(lián)為一體。因?yàn)橐粋�(gè)交聯(lián)劑分子富含多個(gè)SiH官能團(tuán)，所以一個(gè)交聯(lián)劑分子可以與多個(gè)聚硅氧烷高分子鏈發(fā)作反響，構(gòu)成交聯(lián)布局。

　　此加成交聯(lián)反響在室溫時(shí)就適當(dāng)疾速，因而必需在膠中參加阻聚劑，使鉑催化劑在室溫時(shí)活性下降，以推遲室溫時(shí)不必要的硫化。溫度進(jìn)步后，阻聚劑被驅(qū)走，催化劑康復(fù)催化交聯(lián)反響的功用。阻聚劑是與鉑催化劑的親合性大于聚硅氧烷分子中的乙烯物質(zhì)，如過氧化物、水合過氧化物、炔類衍生物等。并且，假如不加操控，此類物質(zhì)以及硫化物和胺類也可變成鉑催化劑的耐久失活劑。所以，加成硫化的硅橡膠必須在潔凈的環(huán)境中加工，最佳與其它有機(jī)材料的加工區(qū)別開。

　　通常，鉑催化的硅橡膠在運(yùn)用前是以雙組份的方式供給的。當(dāng)此兩組份混合后，鉑催化硅橡膠可運(yùn)用的時(shí)間較短，所以這種材料通常需要在混合后的幾小時(shí)內(nèi)擠出并硫化。當(dāng)然，依據(jù)鉑催化技能最新的發(fā)展，單組份的加成硫化硅橡膠現(xiàn)已被開發(fā)出來了。這種材料以一種"即取即用"的方式供給給制造商，催化劑和阻聚劑被預(yù)先混合在硅橡膠中，所以不需要在運(yùn)用前先進(jìn)行混合。這種有用期通常為3個(gè)月的單組份加成硫化硅橡膠給制造商供給了"即取即用"的便利，也下降了制造商的本錢。

　　過去，高抗撕、過氧化物硫化硅橡膠是活動(dòng)泵管用材料的規(guī)范，具有壽數(shù)長(zhǎng)以及尺度公役小的長(zhǎng)處。可是。過氧化物硫化硅橡膠需要二次硫化以除去酸性的副產(chǎn)物，并且，其可萃出物的含量通常也比鉑催化的硅橡膠高。大多數(shù)現(xiàn)有的鉑催化硅橡膠商品是為進(jìn)步拉伸和撕裂強(qiáng)度而規(guī)劃的，所以很少思考其它的功用，如彈性回憶、緊縮變形、反彈性以及滯后性等。而因?yàn)榛顒?dòng)泵導(dǎo)管需要飽嘗上百萬次的周期性揉捏，這些其它功用會(huì)影響硅橡膠的抗動(dòng)態(tài)疲勞失效的功用，因而在很大程度上影響導(dǎo)管的運(yùn)用壽數(shù)。最近，一批優(yōu)化了這些要害功用的鉑催化硅橡膠商品現(xiàn)已被開發(fā)了出來。

　　以前，醫(yī)療器材用的硅橡膠管件是經(jīng)過接連擠出構(gòu)成圓環(huán)狀截面的管子，然后切成必定長(zhǎng)度以適用于特定的器材。盡管內(nèi)徑和壁厚尺度的公役可以被操控在千分之幾英寸以內(nèi)，可是這種接連的擠出技術(shù)仍是會(huì)導(dǎo)致管子圓環(huán)體的某些誤差。邇來，液體打針成型LIM硅橡膠為咱們供給了另一種出產(chǎn)高質(zhì)量、高性價(jià)比硅橡膠商品的途徑。例如，邁圖高新材料公司原通用電氣有機(jī)硅公司的LIM*6050.D2液體打針成型硅橡膠最近已被用于出產(chǎn)一次性腸飼用活動(dòng)泵套裝盒中的導(dǎo)管。

　　液體打針成型硅橡膠是一種雙組份、鉑催化、可用泵輸送的硅橡膠商品。這種硅橡膠可以用熱固材料專用打針成型機(jī)，在高溫下模壓成型。與擠出成型技術(shù)比較，模壓成型技術(shù)可以出產(chǎn)出形狀雜亂、尺度精細(xì)的商品。例如，腸飼泵的管件上有與之模壓成型為一體的凸緣和導(dǎo)柱，可將管件與泵體和感應(yīng)器緊密地結(jié)合在一起。這種可以更精細(xì)地操控導(dǎo)管形狀的技術(shù)使更精巧、輸液功用非常好的新穎泵型可以實(shí)現(xiàn)。因而，液體打針成型硅橡膠會(huì)在將來許多新穎的醫(yī)療器材中有更廣泛的運(yùn)用。

　　鉑催化硅橡膠是可以用于許多醫(yī)藥商品的功用優(yōu)異的材料，而新近出現(xiàn)的單組份商品不光使其易于出產(chǎn)擠出制品也易于出產(chǎn)模壓制品。特別研制的鉑催化硅橡膠制成的活動(dòng)泵可以到達(dá)過氧化物硫化硅橡膠的功用。這些新式的硅橡膠材料具有原有的低可萃物含量、不含過氧化物的副產(chǎn)物、以及具有光滑外表等長(zhǎng)處。并且，它們具有杰出的彈性回憶、低彈性滯后、低耐久緊縮變形率，進(jìn)步了活動(dòng)泵管的壽數(shù)和流速的精確度。打針成型硅橡膠為咱們供給了另一種簇新的途徑，賦予醫(yī)療器材新的功用和更高的可靠性。

　　2、抗菌型有機(jī)硅橡膠

　　抗菌機(jī)理：

　　當(dāng)前，在資猜中運(yùn)用的抗菌增加劑包含：銀離子化合物、殼聚糖、二氧化鈦、二苯醚類生物滅殺劑、凝血?jiǎng)�、抗生素等。其間，銀離子被以為具有相對(duì)廣譜的抗菌效果，其抗菌范圍包含：革蘭氏染色陽性細(xì)菌，革蘭氏染色陰性細(xì)菌，真菌類等。其在低濃度下就能起到有用的殺菌效果，對(duì)人體毒性小，抗菌效果耐久。文獻(xiàn)中已有銀離子對(duì)多種微生物的抗菌效果和機(jī)理的研究：銀離子帶有很強(qiáng)的正電荷，因而與生物大分子中帶電負(fù)性的基團(tuán)具有強(qiáng)壯的招引力；這種招引力使分子布局發(fā)作改變，導(dǎo)致此生物大分子對(duì)細(xì)胞失去了應(yīng)有的功用性；這種反響在生物大分子中電負(fù)性的基團(tuán)上同時(shí)發(fā)作，阻撓了細(xì)胞的正常運(yùn)作，如細(xì)胞壁的成長(zhǎng)、膜浸透功用、核糖核酸的構(gòu)成與運(yùn)輸、蛋白質(zhì)的仿制等，然后阻撓了細(xì)菌/微生物的成長(zhǎng)。抗菌型有機(jī)硅橡膠，就是以銀離子作為抗菌主體，把具有抗菌才能的銀離子參加到硅橡膠的聚合物網(wǎng)絡(luò)中，并在材料與細(xì)菌觸摸時(shí)起到上述的殺菌效果，然后進(jìn)步此硅橡膠材料在醫(yī)療范疇運(yùn)用時(shí)的安全性。

　　因?yàn)獒t(yī)院獲得性感染的頻頻發(fā)作，使具有抗菌效果的醫(yī)療器械具有很大的潛在運(yùn)用價(jià)值。而抗菌型醫(yī)用硅橡膠Statsil*系列，利用銀離子的抗菌效果，增加到硅橡膠聚合物網(wǎng)絡(luò)中，有杰出、高效、耐久的抗菌才能，并堅(jiān)持了硅橡膠原有的物理、化學(xué)和加工功用，為規(guī)劃新式的抗菌型醫(yī)療器械供給了可能。

　　3醫(yī)療電極板

　　因?yàn)殡姌O板是與人體觸摸的元件，需要膠料柔軟舒服，出現(xiàn)生理慵懶，對(duì)人體無毒、對(duì)肌膚無刺激，透氣功用要好。在運(yùn)用過程中，要能接受屢次高溫高壓，醫(yī)用酒精或高錳酸鉀溶液的消毒而不影響功用。硅橡膠正好習(xí)慣了這些需要，作為基材極為適宜。制成導(dǎo)電硅橡膠，既堅(jiān)持了硅橡膠自身具有的特性，又具有導(dǎo)電性，在醫(yī)療器械、電子電器范疇中是用量最大的導(dǎo)電橡膠，是導(dǎo)電橡膠基材的首選。

　　醫(yī)療電極板的最基本的構(gòu)成材料是能滿意醫(yī)用材料需要和實(shí)際運(yùn)用需要的硅橡膠基材和使其具有杰出導(dǎo)電功用的導(dǎo)電填料，若在配以其他的輔助成分就可以使其功用更佳。

　　導(dǎo)電填料是使絕緣橡膠具有導(dǎo)電性的首要物質(zhì)。在很多導(dǎo)電資猜中，炭黑是最早被運(yùn)用的導(dǎo)電材料，其間又以乙炔炭黑較為聞名。它是用乙炔氣高溫?zé)岱只�而得到的，�?jiǎn)稱炔黑。乙炔炭黑具有很高的傳導(dǎo)性，與金屬粉末比較，它對(duì)橡膠有必定的補(bǔ)強(qiáng)效果，加工功用優(yōu)越，對(duì)橡膠硫化的阻止小，耐熱性好。乙炔炭黑因?yàn)樗�的高布局性而具有�?dǎo)電性。在炭黑的集聚態(tài)布局中，乙炔炭黑的集聚狀況最高，爐法炭黑高于槽法炭黑。高布局的炭黑粒子鏈和網(wǎng)絡(luò)能構(gòu)成導(dǎo)電性配合體，而低布局的炭黑，缺少粒子鏈，導(dǎo)電性很差。

　　導(dǎo)電橡膠的導(dǎo)電機(jī)理取決于所運(yùn)用的導(dǎo)電材料。碳系導(dǎo)電填料，如石墨、炭黑等，是經(jīng)過自身電子的遷移而在高分子中構(gòu)成電流；金屬系填料是自身彼此觸摸使自由電子移動(dòng)而發(fā)生電流。關(guān)于碳系導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理有幾種理論，包含導(dǎo)電通路和地道效應(yīng)理論。如今普遍以為"電子地道效果"即地道效應(yīng)是導(dǎo)電發(fā)生的原理。外加電壓在相鄰且被聚合物薄層距離的炭黑粒子間構(gòu)成電場(chǎng)，使電子可以經(jīng)過，所發(fā)生的電流取決于電子在兩個(gè)導(dǎo)電粒子間跳過的途徑。

　　導(dǎo)電填料在導(dǎo)電橡膠中的效果是很不可或缺的，因而導(dǎo)電填料的特性及其在橡膠中的含量、橡膠的分子量、交聯(lián)程度和其他的填充劑、操作技術(shù)條件等對(duì)終究的導(dǎo)電性都有影響。導(dǎo)電填料的填充量對(duì)橡膠的導(dǎo)電性有決定性的效果�；烊胩亢诘墓柘鹉z的導(dǎo)電性取決于填料的增加量。隨填料量的增加，導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電性的增長(zhǎng)率很小，但當(dāng)填料量超越必定的份額（即浸透極限）時(shí)，導(dǎo)電性會(huì)以指數(shù)規(guī)則上升。布局度較高、粒徑較小的乙炔炭黑能賦予橡膠較高的導(dǎo)電性及機(jī)械功用。因?yàn)樵诹�徑小、布局度高時(shí)，在配比必定的條件下，炭黑易于構(gòu)成接連布局而導(dǎo)電。實(shí)驗(yàn)證明導(dǎo)電硅橡膠材料的剪切強(qiáng)度取決于炭黑的份額、剪切力強(qiáng)度和聚合物的粘度。終究商品的導(dǎo)電性與加工功用有類似聯(lián)系，但較難區(qū)別各種參數(shù)的有關(guān)效果。導(dǎo)電硅橡膠材料的加工功用及粘度、固化等功用均可在必定范圍內(nèi)按用戶需要調(diào)理。不一樣的硫化辦法也對(duì)橡膠的導(dǎo)電性有影響。在炭黑填充的硅橡膠中，用加成硫化、過氧化物硫化、輻射硫化和聚合填充法，會(huì)引起終究的導(dǎo)電功用不一樣，其間聚合物填充法制成的硫化膠具有最高的導(dǎo)電性。這是因?yàn)檫x用這種辦法時(shí)，填充粒子在聚合物中到達(dá)最大極限的渙散。