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医疗设备塑料的要求

发布日期:2019-05-17 作者: 点击:

医疗设备和诊断组件不缺塑料。但是,如何才能找到性能最佳且成本最低且符合法规要求的产品?


应对这一挑战的第一步是确定材料的加工,部件装配和产品的最终使用过程中必须满足的结构和功能标准。请注意,这可能涉及相互冲突的需求,例如低重量时的高强度。除了影响所有塑料部件的机械,物理,热和其他因素之外,医疗行业还带来许多独特的问题,例如生物相容性和反复接触灭菌。


目前可以选择热固性塑料或热塑性塑料。热固性塑料在模塑过程中流动,然后不可逆地固化或硬化。但是,如果它们在固化后过热,则聚合物会降解而不是熔化。此类塑料包括酚醛树脂,环氧树脂,醇酸树脂聚酯,脲醛塑料以及天然和合成橡胶。


热塑性塑料在加热时软化并在冷却时硬化,从商品到工程塑料的色域运行。商品树脂包括低密度和高密度聚乙烯和聚丙烯。


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工程树脂包括缩醛,尼龙,聚碳酸酯,聚苯硫醚,液晶聚合物,环烯烃共聚物等。它们通常比商品塑料成本更高,承载更大的负荷,并且能够承受冲击,高温和化学侵蚀。例如,一些工程塑料可以处理超过500°F的连续温度,抵抗大多数化学品,并具有与铸造金属相当的强度。


如果没有热塑性塑料,许多医疗应用是不可能的,热塑性塑料是医疗技术中最常用的一类塑料。医疗器械固有的性能要求使设计师越来越倾向于工程树脂。


热塑性塑料的性质取决于其化学性质,结构,链长和链之间的联系。这些塑料往往是刚性的,并且可以具有从完全无定形到具有大多数结晶的有组织链的分子结构。有序结构增加了刚度和强度,以及抗蠕变,耐热和耐化学性。


组合一种或多种聚合物或使用添加剂可改变树脂的性质。大多数性能,如强度,收缩,翘曲和润滑性,可以通过添加填料和增强剂来定制。增强纤维,例如由玻璃,金属或碳制成的纤维,增加了强度和其他机械属性。颗粒填料如滑石粉或重质碳酸钙通常可增加硬度,而增塑剂可增强柔韧性。其他常见的添加剂是抗氧化剂,稳定剂和着色剂。


工程塑料特别有用,因为它们可以模塑或加工成几乎任何形状,用于医疗设备和诊断设备。一些常见工程塑料的典型应用包括:

一、吸入器和其他智能配料系统中的乙缩醛共聚物和热塑性聚酯,在狭窄空间内需要可靠的部件。

二、用于手术器械和其他注塑件的聚苯硫醚,因为它具有尺寸稳定性,可灭菌性,耐化学性,低磨损和固有的阻燃性。

三、微创手术器械中的液晶聚合物,具有薄壁硬度,高熔体流动性和优异的可灭菌性。

四、由于其低磨损和润滑性,在膝盖和髋关节置换部件中使用超高分子量聚乙烯。

五、小瓶,预装注射器,无针注射器,介质容器,诊断装置和药品包装中的环烯烃共聚物,因为其透明度,透明度,抗破碎性,耐化学性,防潮性,低吸水性和热成型性。


塑料的物理性质,树脂由许多物理性质描述。一些最常见的是以下:

一、密度和比重:相关测量涉及每体积质量。作为无量纲数,比重是比较材料的好方法。

二、吸水率:浸渍前后样品重量增加百分比。该性质影响尺寸稳定性和一些机械和电气性能。

三、弹性:塑料在变形后恢复原始尺寸和形状的能力。

四、不透明度和发光透射率:透射光与入射光的比率。

五、润滑性:表现出不会因摩擦而磨损并且与树脂的摩擦系数有关的趋势。

六、模具收缩:一个零件的一个尺寸随着它在模具中冷却和凝固除以模具尺寸而变化多少。


塑料的机械性能,几乎所有塑料应用中的机械性能都至关重要。其中一些属性包括以下内容:

一、抗拉强度。材料可承受的每单位面积的最大拉伸载荷量。

二、拉伸伸长率。作为原始长度的百分比,拉伸载荷响应的长度增加多少。断裂伸长率是塑料可以承受的最大伸长率。

三、抗弯强度。塑料在破裂前能承受多大的弯曲。

四、蠕变。塑料在负载下随时间变形。结晶和玻璃增强树脂通常具有低蠕变速率。

五、冲击强度。评估零件在不破裂的情况下吸收冲击的程度。对带有和不带缺口的样品进行测试。缺口测试测量裂纹在材料中传播的容易程度。


塑料的热性能,暴露在高温下通常会使塑料更容易受到机械应力和化学侵蚀,而暴露在低温下通常会使塑料的延展性降低。塑料的热性能包括以下内容:

一、熔点。塑料在加热时变为液体或在冷却时变成固体的温度。结晶树脂具有明确的熔点,而无定形树脂在一定温度范围内软化和生长流体。

二、线性热膨胀系数。测量一维的变化与每单位温度变化的原始尺寸的比较。

三、负载下的挠曲温度。给定载荷下测试条偏转设定量的温度。

四、导热系数。速率热能沿塑料或通过塑料传播。

五、易燃。材料抵抗燃烧的程度。UL 94是最广泛使用的可燃性测试。极限氧指数衡量维持燃烧需要多少氧气。需要低于21%氧气的塑料在空气中燃烧。


塑料的电性能,作为良好的绝缘体,塑料赋予医疗设备必要的介电性能。在塑料中测量的常见电特性包括以下:

一、介电强度。在允许电流通过之前可以施加到塑料上的最高电压。

二、介电常数。当空气或真空是电介质时,由测试物质制成的电容器的电容与其电容的比率。它解决了绝缘体存储电能的程度,以便将电气元件彼此隔离并与地面隔离。

三、耗散因子。测量在快速极化反转期间作为热量消散的能量,如交流电流。

四、电弧电阻。测量施加在塑料上的电弧产生导电路径所需的时间(以秒为单位)。

五、比较跟踪指数。评估在表面上的电极之间产生导电路径所需的电压。

六、体积电阻率。当在材料上施加直流电位时,测量电导率的倒数。


本文网址:http://www.mvpdynasty.com/news/508.html

关键词:热塑性,热固性,生物相容性

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