CN106188907A - 一种适用于医用软管的生物新材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于医用软管的生物新材料，以聚丙烯、聚乙烯、丁基橡胶、聚醋酸乙烯酯、黄胶原、聚乳酸纤维为主要成分，通过加入十二烷基二甲基氧化胺、环氧大豆油、椰子油酸单乙醇酰胺、邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯磺酸钠、二氢喹啉、水杨酸钠、羟基碳酸镁、三氧化铋、氟化铝、2‑乙基‑4‑甲基咪唑、分散剂、抗氧化剂、消毒剂，辅以高温搅拌、真空混炼、加压煅烧、高温密炼、挤出、压模塑形等工艺，使得制备而成的适用于医用软管的生物新材料，其性能稳定、耐用性能好、对人体无毒无害，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。

Description

一种适用于医用软管的生物新材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物材料领域，特别涉及一种适用于医用软管的生物新材料及其制备方法。
背景技术
生物医用材料(Biomedical Materials)是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料。它是研究人工器官和医疗器械的基础，已成为当代材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的蓬勃发展和重大突破，生物医用材料已成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。人类利用生物医用材料的历史与人类历史一样漫长。自从有了人类，人们就不断地与各种疾病作斗争，生物医用材料是人类同疾病作斗争的有效工具之一。在不同的历史时期，生物医用材料被赋予了不同的意义。其定义是随着生命科学和材料科学的不断发展而演变的。但是，他们都有一些共同的特征。即生物医用材料是一类人工或天然的材料，可以单独或与药物一起制成部件、器械用于组织或器官的治疗、增强或替代，并在有效试用期内不会对宿主引起急性或慢性危害。但由于生命现象是极其复杂的，是在几百万年的进化过程中适应生存需要的结果，生命具有一定得生长、再生和修复精确调控能力，这是目前所有人工器官和生物医用材料所无法比拟的。因此，目前的生物医用材料与人们的真正期望和要求相差甚远。所以现如今研制出一款能够达到对人体无毒无害、耐用且性能稳定的医用软管材料显得尤为重要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于医用软管的生物新材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的适用于医用软管的生物新材料，其性能稳定、耐用性能好、对人体无毒无害，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种适用于医用软管的生物新材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯10-15份、聚乙烯7-14份、丁基橡胶12-16份、聚醋酸乙烯酯4-9份、黄胶原6-12份、聚乳酸纤维5-10份、十二烷基二甲基氧化胺3-7份、环氧大豆油2-7份、椰子油酸单乙醇酰胺3-8份、邻苯二甲酸二丁酯2-6份、二甲苯磺酸钠2-5份、二氢喹啉1-3份、水杨酸钠4-8份、羟基碳酸镁2-5份、三氧化铋2-4份、氟化铝1-3份、2-乙基-4-甲基咪唑1-3份、抗氧化剂3-8份、消毒剂2-5份、分散剂3-9份。
优选地，所述抗氧化剂选自特丁基对苯二酚、没食子酸丙酯、二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚中的一种或几种。
优选地，所述消毒剂选自环氧乙烷、碘伏溶液、戊二醛、次氯酸钠中的一种或几种。
优选的，所述分散剂选自己烯基双硬脂酰胺、硬脂酸锌、聚乙二醇、三硬脂酸甘油酯中的一种或几种。
所述的适用于医用软管的生物新材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将聚丙烯、聚乙烯、丁基橡胶、聚醋酸乙烯酯、黄胶原、聚乳酸纤维加入熔炼炉中，抽真空至0.01-0.03MPa，加入氮气，反应温度为720℃，，反应时间20-30分钟，降温至450℃，加入十二烷基二甲基氧化胺、环氧大豆油、椰子油酸单乙醇酰胺、抗氧化剂，搅拌均匀后保温15分钟，得到高温混炼物；
（3）将邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯磺酸钠、二氢喹啉、水杨酸钠、羟基碳酸镁、三氧化铋、氟化铝、2-乙基-4-甲基咪唑、分散剂加入密封煅烧炉中，充入氩气，炉内保持压强0.5-1MPa,反应温度为570-620℃，反应20-30分钟,得到煅烧混合物；
（4）将步骤（2）的高温混炼物和步骤（3）的煅烧混合物依次注入密炼炉，搅拌速度800-1000转/分钟，反应温度为450-520℃，然后再加入消毒剂，反应时间45-75分钟，得到材料前体；
(5)将材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1000-1500转/分钟，螺杆温度为220-260℃。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的适用于医用软管的生物新材料以聚丙烯、聚乙烯、丁基橡胶、聚醋酸乙烯酯、黄胶原、聚乳酸纤维为主要成分，通过加入十二烷基二甲基氧化胺、环氧大豆油、椰子油酸单乙醇酰胺、邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯磺酸钠、二氢喹啉、水杨酸钠、羟基碳酸镁、三氧化铋、氟化铝、2-乙基-4-甲基咪唑、分散剂、抗氧化剂、消毒剂，辅以高温搅拌、真空混炼、加压煅烧、高温密炼、挤出、压模塑形等工艺，使得制备而成的适用于医用软管的生物新材料，其性能稳定、耐用性能好、对人体无毒无害，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
（2）本发明的适用于医用软管的生物新材料原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取聚丙烯10份、聚乙烯7份、丁基橡胶12份、聚醋酸乙烯酯4份、黄胶原6份、聚乳酸纤维5份、十二烷基二甲基氧化胺3份、环氧大豆油2份、椰子油酸单乙醇酰胺3份、邻苯二甲酸二丁酯2份、二甲苯磺酸钠2份、二氢喹啉1份、水杨酸钠4份、羟基碳酸镁2份、三氧化铋2份、氟化铝1份、2-乙基-4-甲基咪唑1份、特丁基对苯二酚3份、环氧乙烷2份、己烯基双硬脂酰胺3份；
（2）将聚丙烯、聚乙烯、丁基橡胶、聚醋酸乙烯酯、黄胶原、聚乳酸纤维加入熔炼炉中，抽真空至0.01MPa，加入氮气，反应温度为720℃，，反应时间20分钟，降温至450℃，加入十二烷基二甲基氧化胺、环氧大豆油、椰子油酸单乙醇酰胺、特丁基对苯二酚，搅拌均匀后保温15分钟，得到高温混炼物；
（3）将邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯磺酸钠、二氢喹啉、水杨酸钠、羟基碳酸镁、三氧化铋、氟化铝、2-乙基-4-甲基咪唑、己烯基双硬脂酰胺加入密封煅烧炉中，充入氩气，炉内保持压强0.5MPa,反应温度为570℃，反应20分钟,得到煅烧混合物；
（4）将步骤（2）的高温混炼物和步骤（3）的煅烧混合物注入密炼炉，搅拌速度800转/分钟，反应温度为450℃，然后再依次加入环氧乙烷，反应时间45分钟，得到材料前体；
(5)将材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1000转/分钟，螺杆温度为220℃。
制得的适用于医用软管的生物新材料测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取聚丙烯12份、聚乙烯9份、丁基橡胶14份、聚醋酸乙烯酯6份、黄胶原8份、聚乳酸纤维7份、十二烷基二甲基氧化胺4份、环氧大豆油3份、椰子油酸单乙醇酰胺5份、邻苯二甲酸二丁酯4份、二甲苯磺酸钠3份、二氢喹啉2份、水杨酸钠5份、羟基碳酸镁3份、三氧化铋2份、氟化铝1份、2-乙基-4-甲基咪唑2份、没食子酸丙酯5份、碘伏溶液3份、硬脂酸锌5份；
（2）将聚丙烯、聚乙烯、丁基橡胶、聚醋酸乙烯酯、黄胶原、聚乳酸纤维加入熔炼炉中，抽真空至0.02MPa，加入氮气，反应温度为720℃，，反应时间23分钟，降温至450℃，加入十二烷基二甲基氧化胺、环氧大豆油、椰子油酸单乙醇酰胺、没食子酸丙酯，搅拌均匀后保温15分钟，得到高温混炼物；
（3）将邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯磺酸钠、二氢喹啉、水杨酸钠、羟基碳酸镁、三氧化铋、氟化铝、2-乙基-4-甲基咪唑、硬脂酸锌加入密封煅烧炉中，充入氩气，炉内保持压强0.6MPa,反应温度为590℃，反应23分钟,得到煅烧混合物；
（4）将步骤（2）的高温混炼物和步骤（3）的煅烧混合物依次注入密炼炉，搅拌速度850转/分钟，反应温度为470℃，然后再加入碘伏溶液，反应时间55分钟，得到材料前体；
(5)将材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1200转/分钟，螺杆温度为230℃。
制得的适用于医用软管的生物新材料测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取聚丙烯14份、聚乙烯12份、丁基橡胶15份、聚醋酸乙烯酯7份、黄胶原10份、聚乳酸纤维8份、十二烷基二甲基氧化胺6份、环氧大豆油6份、椰子油酸单乙醇酰胺7份、邻苯二甲酸二丁酯5份、二甲苯磺酸钠4份、二氢喹啉2份、水杨酸钠7份、羟基碳酸镁4份、三氧化铋3份、氟化铝2份、2-乙基-4-甲基咪唑2份、二丁基羟基甲苯7份、戊二醛4份、聚乙二醇8份；
（2）将聚丙烯、聚乙烯、丁基橡胶、聚醋酸乙烯酯、黄胶原、聚乳酸纤维加入熔炼炉中，抽真空至0.02MPa，加入氮气，反应温度为720℃，，反应时间27分钟，降温至450℃，加入十二烷基二甲基氧化胺、环氧大豆油、椰子油酸单乙醇酰胺、二丁基羟基甲苯，搅拌均匀后保温15分钟，得到高温混炼物；
（3）将邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯磺酸钠、二氢喹啉、水杨酸钠、羟基碳酸镁、三氧化铋、氟化铝、2-乙基-4-甲基咪唑、聚乙二醇加入密封煅烧炉中，充入氩气，炉内保持压强0.8MPa,反应温度为600℃，反应27分钟,得到煅烧混合物；
（4）将步骤（2）的高温混炼物和步骤（3）的煅烧混合物依次注入密炼炉，搅拌速度900转/分钟，反应温度为500℃，然后再加入戊二醛，反应时间65分钟，得到材料前体；
(5)将材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1400转/分钟，螺杆温度为250℃。
制得的适用于医用软管的生物新材料测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取聚丙烯15份、聚乙烯14份、丁基橡胶16份、聚醋酸乙烯酯9份、黄胶原12份、聚乳酸纤维10份、十二烷基二甲基氧化胺7份、环氧大豆油7份、椰子油酸单乙醇酰胺8份、邻苯二甲酸二丁酯6份、二甲苯磺酸钠5份、二氢喹啉3份、水杨酸钠8份、羟基碳酸镁5份、三氧化铋4份、氟化铝3份、2-乙基-4-甲基咪唑3份、丁基羟基茴香醚8份、次氯酸钠5份、三硬脂酸甘油酯9份；
（2）将聚丙烯、聚乙烯、丁基橡胶、聚醋酸乙烯酯、黄胶原、聚乳酸纤维加入熔炼炉中，抽真空至0.03MPa，加入氮气，反应温度为720℃，，反应时间30分钟，降温至450℃，加入十二烷基二甲基氧化胺、环氧大豆油、椰子油酸单乙醇酰胺、丁基羟基茴香醚，搅拌均匀后保温15分钟，得到高温混炼物；
（3）将邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯磺酸钠、二氢喹啉、水杨酸钠、羟基碳酸镁、三氧化铋、氟化铝、2-乙基-4-甲基咪唑、三硬脂酸甘油酯加入密封煅烧炉中，充入氩气，炉内保持压强1MPa,反应温度为620℃，反应30分钟,得到煅烧混合物；
（4）将步骤（2）的高温混炼物和步骤（3）的煅烧混合物依次注入密炼炉，搅拌速度1000转/分钟，反应温度为520℃，然后再加入次氯酸钠，反应时间75分钟，得到材料前体；
(5)将材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1500转/分钟，螺杆温度为260℃。
制得的适用于医用软管的生物新材料测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取聚丙烯10份、丁基橡胶12份、聚醋酸乙烯酯4份、黄胶原6份、聚乳酸纤维5份、十二烷基二甲基氧化胺3份、环氧大豆油2份、椰子油酸单乙醇酰胺3份、二甲苯磺酸钠2份、二氢喹啉1份、水杨酸钠4份、羟基碳酸镁2份、三氧化铋2份、氟化铝1份、2-乙基-4-甲基咪唑1份、特丁基对苯二酚3份、环氧乙烷2份、己烯基双硬脂酰胺3份；
（2）将聚丙烯、丁基橡胶、聚醋酸乙烯酯、黄胶原、聚乳酸纤维加入熔炼炉中，抽真空至0.01MPa，加入氮气，反应温度为720℃，，反应时间20分钟，降温至450℃，加入十二烷基二甲基氧化胺、环氧大豆油、椰子油酸单乙醇酰胺、特丁基对苯二酚，搅拌均匀后保温15分钟，得到高温混炼物；
（3）将二甲苯磺酸钠、二氢喹啉、水杨酸钠、羟基碳酸镁、三氧化铋、氟化铝、2-乙基-4-甲基咪唑、己烯基双硬脂酰胺加入密封煅烧炉中，充入氩气，炉内保持压强0.5MPa,反应温度为570℃，反应20分钟,得到煅烧混合物；
（4）将步骤（2）的高温混炼物和步骤（3）的煅烧混合物依次注入密炼炉，搅拌速度800转/分钟，反应温度为450℃，然后再加入环氧乙烷，反应时间45分钟，得到材料前体；
(5)将材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1000转/分钟，螺杆温度为220℃。
制得的适用于医用软管的生物新材料测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取聚丙烯15份、聚乙烯14份、丁基橡胶16份、黄胶原12份、聚乳酸纤维10份、十二烷基二甲基氧化胺7份、环氧大豆油7份、椰子油酸单乙醇酰胺8份、邻苯二甲酸二丁酯6份、二甲苯磺酸钠5份、水杨酸钠8份、羟基碳酸镁5份、三氧化铋4份、氟化铝3份、2-乙基-4-甲基咪唑3份、丁基羟基茴香醚8份、次氯酸钠5份、三硬脂酸甘油酯9份；
（2）将聚丙烯、聚乙烯、丁基橡胶、黄胶原、聚乳酸纤维加入熔炼炉中，抽真空至0.03MPa，加入氮气，反应温度为720℃，，反应时间30分钟，降温至450℃，加入十二烷基二甲基氧化胺、环氧大豆油、椰子油酸单乙醇酰胺、丁基羟基茴香醚，搅拌均匀后保温15分钟，得到高温混炼物；
（3）将邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯磺酸钠、水杨酸钠、羟基碳酸镁、三氧化铋、氟化铝、2-乙基-4-甲基咪唑、三硬脂酸甘油酯加入密封煅烧炉中，充入氩气，炉内保持压强1MPa,反应温度为620℃，反应30分钟,得到煅烧混合物；
（4）将步骤（2）的高温混炼物和步骤（3）的煅烧混合物依次注入密炼炉，搅拌速度1000转/分钟，反应温度为520℃，然后再加入次氯酸钠，反应时间75分钟，得到材料前体；
(5)将材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1500转/分钟，螺杆温度为260℃。
制得的适用于医用软管的生物新材料测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的制得的适用于医用软管的生物新材料分别进行断裂伸长率、邵氏硬度、细胞毒性测试、皮内刺激这几项性能测试。
表1
断裂伸长率(%) 邵氏硬度(D) 细胞毒性 皮内刺激
实施例1 318 96 1级 无皮内刺激反应
实施例2 325 94 1级 无皮内刺激反应
实施例3 328 95 1级 无皮内刺激反应
实施例4 323 97 1级 无皮内刺激反应
对比例1 164 38 1级 无皮内刺激反应
对比例2 151 44 1级 无皮内刺激反应
本发明的适用于医用软管的生物新材料以聚丙烯、聚乙烯、丁基橡胶、聚醋酸乙烯酯、黄胶原、聚乳酸纤维为主要成分，通过加入十二烷基二甲基氧化胺、环氧大豆油、椰子油酸单乙醇酰胺、邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯磺酸钠、二氢喹啉、水杨酸钠、羟基碳酸镁、三氧化铋、氟化铝、2-乙基-4-甲基咪唑、分散剂、抗氧化剂、消毒剂，辅以高温搅拌、真空混炼、加压煅烧、高温密炼、挤出、压模塑形等工艺，使得制备而成的适用于医用软管的生物新材料，其性能稳定、耐用性能好、对人体无毒无害，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的适用于医用软管的生物新材料原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种适用于医用软管的生物新材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：聚丙烯10-15份、聚乙烯7-14份、丁基橡胶12-16份、聚醋酸乙烯酯4-9份、黄胶原6-12份、聚乳酸纤维5-10份、十二烷基二甲基氧化胺3-7份、环氧大豆油2-7份、椰子油酸单乙醇酰胺3-8份、邻苯二甲酸二丁酯2-6份、二甲苯磺酸钠2-5份、二氢喹啉1-3份、水杨酸钠4-8份、羟基碳酸镁2-5份、三氧化铋2-4份、氟化铝1-3份、2-乙基-4-甲基咪唑1-3份、抗氧化剂3-8份、消毒剂2-5份、分散剂3-9份。
2.根据权利要求1所述的适用于医用软管的生物新材料，其特征在于：所述抗氧化剂选自特丁基对苯二酚、没食子酸丙酯、二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的适用于医用软管的生物新材料，其特征在于：所述消毒剂选自环氧乙烷、碘伏溶液、戊二醛、次氯酸钠中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的适用于医用软管的生物新材料，其特征在于：所述分散剂选自己烯基双硬脂酰胺、硬脂酸锌、聚乙二醇、三硬脂酸甘油酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1～4任一所述的适用于医用软管的生物新材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将聚丙烯、聚乙烯、丁基橡胶、聚醋酸乙烯酯、黄胶原、聚乳酸纤维加入熔炼炉中，抽真空至0.01-0.03MPa，加入氮气，反应温度为720℃，，反应时间20-30分钟，降温至450℃，加入十二烷基二甲基氧化胺、环氧大豆油、椰子油酸单乙醇酰胺、抗氧化剂，搅拌均匀后保温15分钟，得到高温混炼物；
（3）将邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯磺酸钠、二氢喹啉、水杨酸钠、羟基碳酸镁、三氧化铋、氟化铝、2-乙基-4-甲基咪唑、分散剂加入密封煅烧炉中，充入氩气，炉内保持压强0.5-1MPa,反应温度为570-620℃，反应20-30分钟,得到煅烧混合物；
（4）将步骤（2）的高温混炼物和步骤（3）的煅烧混合物依次注入密炼炉，搅拌速度800-1000转/分钟，反应温度为450-520℃，然后再加入消毒剂，反应时间45-75分钟，得到材料前体；
(5)将材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1000-1500转/分钟，螺杆温度为220-260℃。
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