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        高力學(xué)性能醫(yī)用聚氨酯手套的制備研究

        2020-06-04 10:32:00汪金鑫
        云南化工 2020年1期
        關(guān)鍵詞:力學(xué)性能影響

        汪金鑫

        (中紅普林醫(yī)療用品股份有限公司,河北 唐山 063500)

        目前醫(yī)用手術(shù)手套主要采用天然乳膠制得,因?yàn)樘烊幌鹉z含有蛋白,對個(gè)別體質(zhì)人群容易造成過敏反應(yīng)[1]。為解決這一問題,市場上出現(xiàn)了聚異戊二烯手套,但是聚異戊二烯手套制作過程中,需要添加大量的促進(jìn)劑,也存在過敏風(fēng)險(xiǎn)。聚氨酯因分子結(jié)構(gòu)軟硬度可以調(diào)節(jié),能制成性能符合醫(yī)用要求的產(chǎn)品[2]。聚氨酯的拉伸強(qiáng)度可達(dá)28 MPa;斷裂伸長率可達(dá)1800%;拉伸模量可達(dá)7.3 MPa,力學(xué)性能良好,且對人體皮膚不會造成過敏反應(yīng)[3]。本研究對幾種聚氨酯原料、交聯(lián)劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 實(shí)驗(yàn)原料

        水性聚氨酯乳液為 Inoova公司baymedixCD105(固含量 50%)、TiO2、交聯(lián)劑UN577(碳化二亞胺交聯(lián)劑)、Sac-100(氮丙啶交聯(lián)劑)、UN178(環(huán)氧硅烷交聯(lián)劑)。

        1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

        1.2.1 凝固劑浸漬液的配制

        配制固含量為20%的Ca(NO)2溶液,加入溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的脫模劑和1%的潤濕劑,攪拌30min,升溫至55~60℃?zhèn)溆谩?/p>

        1.2.2 聚氨酯浸漬液的配制

        將聚氨酯乳液稀釋到固含量為25%,加入3%的表面活性劑,攪拌10 min,再加入2%的防老劑攪拌10min,最后加入一定量的TiO2、交聯(lián)劑,攪拌30min。

        1.2.3 制作聚氨酯手套的工藝方法

        將模具浸漬到凝固劑溶液中10 s,放入95℃的電熱干燥箱中烘干10min,取出模具冷卻至60~65℃,浸漬聚氨酯溶液中10s,放入一定溫度的電熱干燥箱中烘烤一定的時(shí)間,脫模、制樣、測試力學(xué)性能(所有條件測試10~15個(gè)樣品,取平均值)。

        1.3 性能測試

        在HY-939C型拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)上測定斷裂拉伸強(qiáng)度及扯斷伸長率,溫度:室溫22±3℃,濕度:50±5%RH,拉伸速率500mm/min。樣條采用4 mm寬啞鈴切刀制得。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 聚氨酯手套成型溫度與時(shí)間的探索

        探索聚氨酯溶液的烘烤溫度與時(shí)間,結(jié)果如表1所示。

        表1 溫度和時(shí)間對聚氨酯成膜性能的影響Tab.1 Effects of temperature and time on the performance of polyurethane films

        由表1可知,75℃烘烤15 min未干,說明烘烤時(shí)間太短;75℃和 95℃條件下烘烤 20 min,力學(xué)性能均達(dá)標(biāo),95℃略好于75℃的;120℃烘烤20 min,膠膜略微發(fā)黃,說明烘烤溫度過高。

        2.2 TiO2對手套力學(xué)性能的影響

        將添加不同量的TiO2聚氨酯浸漬液制成膠膜進(jìn)行測試,并與未加TiO2的空白膠膜性能進(jìn)行比較,結(jié)果如圖1所示。

        圖1 TiO2添加量對膠膜力學(xué)性能的影響Fig.1 Effect of TiO2on the mechanical properties of films

        由圖1可知,TiO2添加量不超過4%,對膠膜的力學(xué)性能影響不大,且添加低于4%可略微提高膠膜的力學(xué)性能。因此,TiO2作為顏料只需添加1%即可得到白色的膠膜。

        2.3 交聯(lián)劑對手套力學(xué)性能的影響

        將交聯(lián)劑添加到聚氨酯浸漬液中,制成膠膜進(jìn)行測試,并與未加交聯(lián)劑的空白膠膜性能進(jìn)行比較,結(jié)果如圖2、圖3圖4所示。

        圖2 UN178交聯(lián)劑添加量對膠膜力學(xué)性能的影響Fig.2 Effect of UN178 on mechanical properties of film

        圖3 UN577對膠膜力學(xué)性能的影響Fig.3 Effect of UN577 on mechanical properties of film

        圖4 Sac-100交聯(lián)劑添加量對膠膜力學(xué)性能的影響Fig.4 Effect of Sac-100 on mechanical properties of film

        由圖2、圖3、圖4可知,UN178交聯(lián)劑對膠膜的力學(xué)性能無顯著提升;UN577交聯(lián)劑對膠膜的力學(xué)性能也沒有明顯提升;Sac-100交聯(lián)劑對膠膜的力學(xué)性能有明顯提升,在扯斷伸長率不降低的前提下,斷裂斷裂拉伸強(qiáng)度略有提升。

        3 結(jié)論

        1)聚氨酯手套制作過程中,在不降低手套力學(xué)性能的前提下,可添加1%的TiO2作為顏料。

        2)在配制聚氨酯浸漬液時(shí),加入2%Sac-100交聯(lián)劑制得的聚氨酯手套力學(xué)性能更好,并能夠達(dá)到所需要求。

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