CN107412873A - 一种高抗撕抗菌性乳腺假体防渗层材料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高抗撕抗菌性乳腺假体防渗层材料制备方法，属于硅橡胶技术领域。将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、改性后的有机蒙脱土5‑20份、羟基硅油8份、硫化剂1份，加入完毕后，薄通3‑5次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化；所述改性后的有机蒙脱土中蒙脱土与插层剂的质量比为1‑4。本发明可以大幅度提高硅橡胶撕裂强度与耐液体性。

Description

一种高抗撕抗菌性乳腺假体防渗层材料制备方法
技术领域
本发明涉及一种高抗撕抗菌性乳腺假体防渗层材料制备方法，属于硅橡胶技术领域。
背景技术
20世纪40年代硅橡胶的医用价值第一次被发现，60年代时硅橡胶作为医用材料和制品的研究开始有很多的报道。硅橡胶是由Si—O键连接的线性大分子聚合物，分子链柔软，Si—O键与Si—C键近似于离子键，使得硅橡胶在高温下不易裂解和氧化，化学稳定性好。并且硅橡胶与生物的相容性好，无毒，不易引发排异反应与炎症，是一种优良的生物医用材料。硅橡胶被广泛的应用到人造器官，整形假体，以及各种医用包装，医用机械中。
对于乳腺假体外囊一般使用甲基硅橡胶制备，如果充填物为硅凝胶的话，会发生硅胶外渗(Gel bleed)进入淋巴系统或者临近的组织，造成淋巴结发炎和轻微肿大、硅胶肉芽肿(Siliconomas)、肌肉痉挛疼痛、皮疹、脱发、关节肿胀疼痛等并发症。导致外渗的原因有3点：1、布朗运动；假体囊内的硅凝胶颗粒会随机运动，而囊的固体硅氧烷结构比硅凝胶的分子尺寸大，所以一些硅凝胶分子可能因为布朗运动穿过外囊的网络结构。2、渗透压；一般硅凝胶填充假体囊内侧的凝胶浓度都要比囊外侧高，由于渗透压的作用，体液倾向于进入囊内以平衡两侧的硅凝胶浓度，这就大大增加了囊内侧的液压，该液压驱动硅凝胶在内的流体冲出囊外。3、相似相容理论；目前市场上流通的硅凝胶假体内外材料的实质其实都是硅氧烷，由于相似相容导致内部填充物容易外渗到外囊上。对于外囊来说，材料的力学性能、耐用性、透明性、生物相容性以及防渗性是研究的重点。叶淑琴等人发明了一种新型硅凝胶底盖的制作方法，使用未硫化的氟硅橡胶，封盖后进行硫化，使得制成的乳房假体成品平整，一体化，美观度有所提高(叶淑琴,马陆军,朱庆.一种氟硅橡胶浇制成未硫化胶体做底盖的硅凝胶乳房假体的制作方法[P].中国专利,104069544.2014-06-09)。
苯基硅橡胶由于苯基的引入破坏了硅氧烷长链结构的规整性，降低了聚合物结晶温度，使得苯基硅橡胶有更大范围的使用区域，也就是说苯基硅橡胶相较于甲基乙烯基硅橡胶来说更耐低温。其中苯基含量越高，耐低温性能越好，并且空间位阻增大，规整性越差，聚合物越不易结晶。另外，苯基是大体积刚性基团，苯基的引入使得链的刚性增大，柔性降低，使得其分子间作用力增加，相应的玻璃化转变温度也增加，其阻隔性能也相应的变好。
蒙脱土(MMT)是一种呈现片状的，2:1型结构的无机硅酸盐，它是由数层硅酸盐晶体组成的。由于它的片状结构中可以大大增加小分子在基体中扩散路径，延长了扩散时间，相应的反应出对小分子物质的阻隔性能。但由于蒙脱土(MMT)本身表面亲水疏油，不利于本身在聚合物中分散,并且由于蒙脱土层表面微弱的电负性，因此层间会吸引阳离子来平衡，如钠离子、钾离子，钙离子、镁离子等，导致蒙脱土晶层间有很强的范德华力，自身四面堆砌晶体通常情况下成聚集态，不能体现其纳米填料的特性，并且层间间距很窄，在0.9～1.8nm之间，同样不利于蒙脱土(MMT)的分散。Gong Fangling等用二甲基双十二烷基氯化铵改性Na-MMT。改性后的Na-MMT层间距由原来的0.98nm扩大到1.89nm，说明链长基团较多的季铵盐更有利于MMT层间距的增大(Gong Fangling,et al.Polymer Testing,2004，23(7):847-853)。
相对现有的技术，本发明的优势在于：运用了有机硅季铵盐改性的蒙脱土与苯基硅橡胶制备复合材料，改性后蒙脱土层间距由1.22nm扩大到2.72nm，亲水性能大大降低，与硅橡胶制得的复合材料机械性能提高尤其是撕裂强度提高明显，并具有很好的防渗性能，并且具有抗菌性能。本发明采用插层剂是有机硅季铵盐。一方面有机硅季铵盐上含有N+离子有很好的抗菌作用。铵阳离子可以很好吸附与带负电荷的细菌的细胞表面，入侵细胞壁，使细菌细胞内部的酶等重要物质逸出，导致细菌死亡。一方面它也是很好的季铵盐型插层剂，含有十八烷基的长链可以很好地增加蒙脱土的层间距，并且改善亲水性能，使蒙脱土与聚合物相容性变好。再者，有机硅季铵盐是一种硅烷偶联剂，可以提高苯基硅橡胶与蒙脱土的相容性。
发明内容
本发明提供一种可以大幅度提高硅橡胶撕裂强度与耐液体性的方法。
一种高抗撕抗菌性乳腺假体防渗层材料制备方法，其特征在于，按重量计，
将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、改性后的有机蒙脱土5-20份、羟基硅油8份、硫化剂1份，加入完毕后，薄通3-5次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化。所述改性后的有机蒙脱土中蒙脱土与插层剂的质量比为1-4。
(1)所述插层剂包括十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵，优选十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵是因为它属于有机硅季铵盐，是一种综合理想的抗菌剂并且是一种硅烷偶联剂，使得复合材料性能更好。
(2)所述蒙脱土与插层剂的质量比为1-4，优选到2-3。
改性后的有机蒙脱土工艺流程为：
制备质量百分比5％的蒙脱土/水悬浮液：在350r/min搅拌下，蒙脱土/水悬浮液中加入插层剂改性，蒙脱土与插层剂的质量比为1-4，恒温水浴80℃×5h，静置12h以上；
将改性后的MMT/水悬浮液于高速离心机中5000r/min离心10min，上清液去除，沉降物用去离子水洗涤，再次离心三次，除去未反应的改性剂；采用冷冻干燥，将沉降物在-60℃×72h，得到改性后的有机蒙脱土。
将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、改性后有机蒙脱土5-20份、羟基硅油8份、硫化剂1份，加入完毕后，薄通3-5次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，然后检测材料的力学性能与耐液体性能。
具体实施方式
以下结合具体实施案例来进一步解释本发明，但实施案例并不对本发明做任何形式的限定。
对比案例1
将100g苯苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、羟基硅油8份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份，加入完毕后，薄通5次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，然后检测材料的力学性能与耐液体性能如表1：
对比案例2
将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、羟基硅油8份、未改性的蒙脱土5份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份，加入完毕后，薄通4次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，然后检测材料的力学性能与耐液体性能如表1：
制备质量百分比5％的蒙脱土/水悬浮液，将250g未改性蒙脱土与5L去离子水混合，用电子搅拌机350r/min搅拌8h，静置沉降24h以上，得到MMT/水悬浮液。在高速搅拌下350r/min，加入有机硅季铵盐插层剂(MMT：插层剂质量比＝1:1、2:1、3:1、4:1)，恒温水浴80℃×5h，静置12h以上。将改性后的MMT/水悬浮液于高速离心机中5000r/min离心10min，上清液去除，沉降物用去离子水洗涤，再次高速离心三次，除去未反应的改性剂。采用冷冻干燥，将沉降物在-60℃×72h，得到改性后有机蒙脱土。
实施案例1
将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、羟基硅油8份、改性后蒙脱土5份(MMT：十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵质量比＝3:1)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份，加入完毕后，薄通3次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，然后检测材料的力学性能与耐液体性能如表1：
实施案例2
将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、羟基硅油8份、改性蒙脱土10份(MMT：十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵质量比＝3:1)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份，加入完毕后，薄通4次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，然后检测材料的力学性能与耐液体性能如表1：
实施案例3
将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、羟基硅油8份、改性蒙脱土20份(MMT：十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵质量比＝3:1)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份，加入完毕后，薄通3次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，然后检测材料的力学性能与耐液体性能如表1：
实施案例4
将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、羟基硅油8份、改性蒙脱土10份(MMT：十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵质量比＝1:1)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份，加入完毕后，薄通4次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，然后检测材料的力学性能与耐液体性能如表1：
实施案例5
将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、羟基硅油8份、改性蒙脱土10份(MMT：十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵质量比＝4:1)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份，加入完毕后，薄通5次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，然后检测材料的力学性能与耐液体性能如表1：
实施案例6
将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、羟基硅油8份、改性蒙脱土10份(MMT：十二烷基三甲基氯化铵＝3:1)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份，加入完毕后，薄通4次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，然后检测材料的力学性能与耐液体性能如表1：
实施案例7
将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、羟基硅油8份、改性蒙脱土10份(MMT：十六烷基三甲基氯化铵质量比＝3:1)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份，加入完毕后，薄通5次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化，然后检测材料的力学性能与耐液体性能如表1：
表1高抗撕硅橡胶力学性能与液体渗透性检测结果

Claims (5)

1.一种高抗撕抗菌性乳腺假体防渗层材料制备方法，其特征在于，按重量计，
将100g苯基硅橡胶放在室温的开炼机上，稳定包辊后，加入气相法白炭黑40份、改性后的有机蒙脱土5-20份、羟基硅油8份、硫化剂1份，加入完毕后，薄通3-5次下片，然后在170℃、压力为15MPa的平板硫化机上硫化；所述改性后的有机蒙脱土中蒙脱土与插层剂的质量比为1-4。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述插层剂包括十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：插层剂为十八烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述蒙脱土与插层剂的质量比为2-3。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，改性后的有机蒙脱土的制备流程为：
制备质量百分比5％的蒙脱土/水悬浮液：在350r/min搅拌下，蒙脱土/水悬浮液中加入插层剂改性，蒙脱土与插层剂的质量比为1-4，恒温水浴80℃×5h，静置12h以上；
将改性后的MMT/水悬浮液于高速离心机中5000r/min离心10min，上清液去除，沉降物用去离子水洗涤，再次离心三次，除去未反应的改性剂；采用冷冻干燥，将沉降物在-60℃×72h，得到改性后的有机蒙脱土。
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