醫(yī)用輸液器軟管TPE 材料的生產配方研究

李云豹 劉華龍 上?？档氯R企業(yè)發(fā)展集團股份有限公司 （上海 201803）

0.前言

TPE 行業(yè)擁有多個分支種類，其中苯乙烯類（SBS/SEBS/SIS）是當今世界上發(fā)展最快、產量最大的一種TPE。在苯乙烯類的分支中，又以SEBS 最為高端。由于SEBS 摩擦系數較低、安全環(huán)保不含PVC、容易擠出成型、易加工上色、可消毒以及優(yōu)秀的耐化學性能，具有可回收、可調整的硬度，符合FDA 標準及重金屬含量要求，是公認的環(huán)保材料，十分適合用于制作醫(yī)療材料。隨環(huán)保概念的深入，SEBS 替代PVC 作為醫(yī)用環(huán)保材料是大勢所趨[1]。

近年來，隨著國際醫(yī)療衛(wèi)生領域對醫(yī)用器械衛(wèi)生要求的日益嚴格，其制作材料的選擇也一直是廣大醫(yī)用耗材制造商尋求突破的關鍵點。SEBS具有熱穩(wěn)定性好、透明度高、可采用蒸汽與環(huán)氧乙烷及紫外線消毒、本身無毒等特性，已經被歐盟和美國相關認證機構認可，并且用于醫(yī)療器材一次性輸液管和血袋等的生產，是一種理想的綠 色環(huán)保的醫(yī)用材料，應當得到推廣和應用[2～3]。

1.實驗部分

1.1 實驗原料及設備

SEBS-6152：臺橡（南通）實業(yè)有限公司；無規(guī)PP-5250T：臺灣永嘉化學工業(yè)股份有限公司；抗氧劑1010：上海思銳化工有限公司；抗氧劑168：上海思銳化工有限公司；油酸酰胺：上海勤工助劑有限公司；高速混合機 GH-10：北京塑料機械廠；雙螺桿擠出機：CRLD-20，南京科瑞隆機電設備有限公司；注塑機：SSF250-K5 ，寧波圣特龍塑料機械有限公司；電子天平：V，常熟雙杰測試儀器廠；邵氏硬度計：XHR 一150，上海材料試驗機廠；萬能制樣機：RGT-5，河北省承德試驗機廠；微機控制電子萬能試驗機：RGT-5，深圳市瑞格爾儀器有限公司；液晶顯示熔體流動速率測定儀：SRZ-400D，長春市智能儀器設備有限公司。

圖1.

1.2 試驗工藝流程

本實驗工藝流程如圖1 所示。

1.3 性能測試

拉伸性能按照GB／T 1040-2006 測試；邵氏硬度按照GB2411-1980 測試；熔體流動速率(MFR)按照GB／T 3682-2000 測試。

2.結果與討論

2.1 PP 用量對共混物性能的影響

圖2. PP用量對共混物拉伸強度的影響

圖4. PP用量對共混物邵氏硬度的影響

圖5. PP用量對共混物熔體流動速率的影響

圖6. 油酸酰胺用量對共混物拉伸性能及斷裂伸長率的影響

圖7. 油酸酰胺用量對共混物邵氏硬度及MFR的影響

從圖2～圖5 可以看出，PP 加到共混物中對其性能產生了一定程度上的影響。隨著PP 用量的增加，共混物的拉伸強度隨之增加，斷裂伸長率減小，邵氏硬度增大，熔體流動速率增大，撕裂強度增大。結果表明：PP 的加入提高了共混物的剛性，但降低了其柔韌性。主要原因是，將PP加入到SEBS 中，SEBS 形成"海-島"結構且韌性高于基體PP，在PP 作為連續(xù)相分布在SEBS中，與其形成雙連續(xù)相。當共混物受到外力作用時, SEBS 粒子作為應力集中點, 它在沖擊下優(yōu)先發(fā)生變形。SEBS 與PP 兩相界面粘結良好, 會導致SEBS 所在區(qū)域產生大量銀紋和剪切帶而消耗能量，同時SEBS 顆粒還可阻滯、轉向并終止小裂紋發(fā)展，使得體系的韌性增加；另一方面, SEBS破壞了PP 的結晶, 使PP 的球晶被細化, 而且彈性體起到異相成核的作用從而起到增韌作用。綜合各圖反映出的PP 用量信息，在其他原料用量不變時，PP 用量為30 份時，共混物綜合性能為最佳。

2.2 油酸酰胺對共混物性能的影響

從圖6 及圖7 可以看出油酸酰胺用量對共混物性能的影響。隨著油酸酰胺用量的增加, 其硬度和拉伸強度降低, 斷裂伸長率和MFR 提高。這是因為油酸酰胺對復合體系起到了增塑和軟化的作用，在SEBS/PP 中加入油酸酰胺可以增大分子間距離，削弱大分子間的作用力，增大復合體系的柔軟性和流動性。隨著其用量的增加，復合體系流動性越來越好，其邵氏硬度就會相應的降低，而其MFR 卻隨之提高。當油酸酰胺用量為20 份時，共混物的邵氏硬度為57，符合要求；且其柔軟性和流動性都不錯，不會太過柔軟，也不會過于剛硬。綜上所述，當油酸酰胺用量為20 份時，共混物綜合性能為最佳。

表1.

2.3 抗氧劑用量對共混物性能的影響

根據所查文獻和資料得知，抗氧劑1010 和抗氧劑168 的作用大致相同，所以只需考察一種抗氧劑的影響即可，本實驗選擇抗氧1010 作為研究對象。

從表1 可以看出，少量的抗氧劑用量對共混物性能并沒有影響，因為其用量少且化學穩(wěn)定性高。在實驗過程中加入抗氧劑，主要是提高共混物的抗氧化性能，防止其過快氧化。

3. 結論

（1）在共混物中加入PP，會使得材料的柔韌性下降，剛性增強。

（2）油酸酰胺在SEBS/PP 體系中起到軟化劑及加工助劑的作用，隨著油酸酰胺的用量增加，共混物的流動性增加。

（3）抗氧化劑1010 和抗氧劑168 在本論文中僅僅起到防止共混物老化的作用，并不會對共混物的性能產生什么影響。

（4） 當SEBS：PP：油 酸 酰 胺 用 量 為100:30:20 時，材料的綜合性能為最佳，而抗氧劑可在一定范圍內酌情添加。

[1] 錢伯章.用環(huán)保的醫(yī)用SEBS 替代PVC 前景可期[J].橡膠技術與裝備，2010,36(4):62-63

[2] 戴長華.SEBS 新型彈性體和茂金屬催化劑[J].化工科技，1997,7(3):8-10

[3] 高軍，佘萬能. 新型熱塑性彈性體SEBS[J].化工新型材料，2004,32(4):21-22