CN108440882A - Pva复合塑料管材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PVA复合塑料管材，属于高分子聚合物技术领域，包括两层或者两层以上的层数，每层通过交联度为20‑100%的PVA挤出成型制成，相邻的层之间的交联度依次递增或递减设置，PVA复合塑料管材通过共挤成型获得。本发明具有无毒无公害、具有较好的强度和柔韧性的优点。

Description

PVA复合塑料管材
技术领域
本发明涉及高分子聚合物技术领域，更具体地说，它涉及一种PVA复合塑料管材。
背景技术
医用管材通常被用于进入人体内部，用以注入诊断用或治疗用的药剂，因此，在应用过程中，需要较好的强度和柔韧性。
目前，市场上仍然采用PVC、硅胶等材质制造医用管材，虽然这类医用管材的生产成本降低，但PVC、硅胶等材质与药液或药剂接触后，易产生有害物质，从而影响药液或药剂的正常作用，甚至影响人体的健康。因此，一种无毒无害，且具有较好的强度和柔韧性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种PVA复合塑料管材，具有无毒无公害、具有较好的强度和柔韧性的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种PVA复合塑料管材，包括两层或者两层以上的层数，每层通过交联度为20-100％的PVA挤出成型制成，相邻的层之间的交联度依次递增或递减设置，所述PVA复合塑料管材通过共挤成型获得。
通过上述技术方案，每层通过交联度为20-100％的PVA挤出成型制成，且层数大于等于两层，当两层中PVA的交联度不同时，经过共挤成型获得的PVA复合塑料管材具有较好的柔韧性和强度。
当PVA的交联度较低，挤出成型的层的质感较软，且降解温度较低；而当PVA的交联度较低，挤出成型的层的质感较硬，且降解温度较高。
进一步优选为：包括外层和内层，所述外层中PVA的交联度为50-100％，所述内层中PVA的交联度为[20％，50％)。
通过上述技术方案，有助于提高获得的PVA复合塑料管材的机械强度和柔韧性。外层中PVA的交联度较高，而内层中PVA的交联度较低，从而使获得的PVA复合塑料管材的内部较为柔软，但外部较为坚硬，使整体的柔韧性较佳。
进一步优选为：所述外层中PVA的交联度为50-80％，所述内层中PVA的交联度为[20％，50％)。
进一步优选为：包括外层和内层，所述外层中PVA的交联度为[20％，50％)，所述内层中PVA的交联度为50-100％。
通过上述技术方案，外层中PVA的交联度较低，而内层中PVA的交联度较高，从而使获得的PVA复合塑料管材的内部较为坚硬，外部较为柔软，具有较好的耐老化性能。对于管材内部的物质具有较好的保护作用，不易使其受到损坏。
进一步优选为：所述外层中PVA的交联度为[20％，50％)，所述内层中PVA的交联度为50-80％。
进一步优选为：所述外层制备过程中，双料挤出机中一区的温度为175-180℃，二区的温度为183-185℃，三区的温度为188-190℃，四区的温度为192-195℃，主机转速为22-25r/s，喂料转速为18-20r/s；所述内层制备过程中，双料挤出机中一区的温度为185-187℃，二区的温度为190-192℃，三区的温度为195-197℃，四区的温度为200-203℃，主机转速为15-17r/s，喂料转速为11-13r/s。
通过上述技术方案，获得的外层和内层具有更好的致密程度且均匀性好。
进一步优选为：所述外层制备过程中，双料挤出机中一区的温度为185-187℃，二区的温度为190-192℃，三区的温度为195-197℃，四区的温度为200-203℃，主机转速为18-20r/s，喂料转速为12-15r/s；所述内层制备过程中，双料挤出机中一区的温度为175-180℃，二区的温度为183-185℃，三区的温度为188-190℃，四区的温度为192-195℃，主机转速为12-15r/s，喂料转速为14-18r/s。
通过上述技术方案，可赋予外层和内层更好的机械强度和柔韧性。
进一步优选为：所述外层中的PVA采用PVA组合物代替，所述PVA组合物包括如下重量份数的组分：
PVA为60-90份；
戊二醛0.1-3份；
尿素4-10份；
甘油5-15份；
氯化钙2-10份；
酸0.1-2份；
所述酸为质量分数为10-98％的硫酸水溶液、脂肪族羧酸、焦磷酸、焦硫酸中的一种。
通过上述技术方案，PVA组合物中的PVA与戊二醛发生交联反应，形成三维网状结构，提高PVA组合物的强度、耐热性。酸性环境能促进戊二醛与PVA的交联反应，提高PVA组合物的分解温度，同时降低交联后的PVA组合物的熔融温度，提高PVA组合物的可加工性。尿素分散在PVA组合物内，减小PVA分子间的作用力，显著降低PVA组合物的熔点。甘油使PVA发生溶胀、稀释，减小PVA分子间作用力，起到降低PVA组合物熔融温度的作用；氯化钙也起到降低PVA组合物熔融温度的作用。
进一步优选为：所述PVA组合物的制备方法包括如下步骤：
步骤一，按重量份数取PVA、酸混合，再加入尿素、甘油、氯化钙加热，加热温度为140-220℃，以使PVA熔融，得到酸性PVA初混料，并在140-220℃的温度下造粒，获得粒料；
步骤二，在140-220℃下，使步骤一中造粒获得的粒料与戊二醛均匀混合，得到PVA组合物中间材料；
步骤三，将步骤二中获得的PVA组合物中间材料置于浓度为5-10wt％的氢氧化钠溶液中浸泡24-48h；
步骤四，从氢氧化钠溶液中取出PVA组合物中间材料，用去离子水漂洗，干燥，获得PVA组合物。
通过上述技术方案，步骤一中，在酸性环境下，使PVA与尿素、甘油、氯化钙充分熔融混合均匀，有助于提高粒料中各组分的分布均匀性。而步骤二中，粒料与戊二醛充分发生交联反应，形成三维网状结构，提高PPVA组合物中间材料的分解温度，同时降低PVA组合物中间材料的熔融温度，提高PVA组合物中间材料的可加工性。在步骤三和步骤四中将PVA组合物中间材料在氢氧化钠溶液中充分浸泡并清洗后，有助于使最终获得的PVA组合物具有更好的颗粒的整体性、稳定性。
针对现有技术存在的不足，本发明的目的二在于提供一种PVA复合塑料管材的用途。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种PVA复合塑料管材的用途，适用于注射器、输液管、医用导管、饮料瓶、输油线路、电缆套管等领域。
通过上述技术方案，扩大了PVA复合塑料管材的应用范围，采用PVA复合塑料管材制成的注射器、输液管、医用导管，不易对人体的健康造成影响，并且能顺利输送药液或药剂到达指定部位。另外，输油线路、电缆套管等需要具有较好的耐老化性能、机械强度，且化学性能稳定，而本申请中的PVA复合塑料管材具有上述功能，可以应用与上述领域。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.PVA复合塑料管材的采用大于等于两层的且经过不同交联度的PVA制成的PVA层制作而成，不仅无毒无害，且具有较好的机械强度和柔韧性；
2.PVA复合塑料管材应用领域广泛，可适用于注射器、输液管、医用导管，不易对人体的健康造成影响，并且能顺利输送药液或药剂到达指定部位；可适用于饮料瓶类，不易对人体健康造成影响；可适用于输油线路、电缆套管等领域，具有较好的耐老化性能、机械强度，且化学性能稳定。
附图说明
图1是实施例1中PVA复合塑料管材的结构示意图，主要用于体现外层和内层截面图的结构；
图2是实施例7中PVA复合塑料管材的结构示意图，主要用于体现外层和内层截面图的结构。
图中，1、外层；2、内层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：PVA复合塑料管材，如图1所示，包括外层1和内层2，外层1和内层2的厚度比为3：7，外层1和内层2均采用PVA挤出成型制成，关键在于，外层1中PVA的交联度为85％，内层2中PVA的交联度为20％。
外层1制备过程中，双料挤出机中一区的温度为180℃，二区的温度为185℃，三区的温度为190℃，四区的温度为195℃，主机转速为25r/s，喂料转速为18r/s；所述内层2制备过程中，双料挤出机中一区的温度为185℃，二区的温度为190℃，三区的温度为195℃，四区的温度为200℃，主机转速为17r/s，喂料转速为11r/s。
实施例2：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1中PVA的交联度为100％，内层2中PVA的交联度为40％。
实施例3：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1中PVA的交联度为95％，内层2中PVA的交联度为30％。
实施例4：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1中PVA的交联度为80％，内层2中PVA的交联度为20％。
实施例5：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1中PVA的交联度为50％，内层2中PVA的交联度为40％。
实施例6：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1制备过程中，双料挤出机中一区的温度为175℃，二区的温度为183℃，三区的温度为188℃，四区的温度为192℃，主机转速为22r/s，喂料转速为20r/s：所述内层2制备过程中，双料挤出机中一区的温度为187℃，二区的温度为192℃，三区的温度为197℃，四区的温度为203℃，主机转速为15r/s，喂料转速为13r/s。
实施例7：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，如图2所示，外层1和内层2的厚度比为5∶5，外层1中PVA的交联度为20％，内层2中PVA的交联度为90％。外层1制备过程中，双料挤出机中一区的温度为185℃，二区的温度为190℃，三区的温度为195℃，四区的温度为200℃，主机转速为18r/s，喂料转速为12r/s；所述内层2制备过程中，双料挤出机中一区的温度为180℃，二区的温度为185℃，三区的温度为190℃，四区的温度为195℃，主机转速为12r/s，喂料转速为14r/s。
实施例8：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1中PVA的交联度为30％，内层2中PVA的交联度为100％。
实施例9：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1中PVA的交联度为40％，内层2中PVA的交联度为95％。
实施例10：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1中PVA的交联度为30％，内层2中PVA的交联度为50％。
实施例11：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1中PVA的交联度为20％，内层2中PVA的交联度为80％。
实施例12：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1制备过程中，双料挤出机中一区的温度为187℃，二区的温度为192℃，三区的温度为197℃，四区的温度为203℃，主机转速为20r/s，喂料转速为15r/s；所述内层2制备过程中，双料挤出机中一区的温度为175℃，二区的温度为183℃，三区的温度为188℃，四区的温度为192℃，主机转速为15r/s，喂料转速为18r/s。
实施例13-19：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，PVA采用PVA组合物代替，所述PVA组合物包括如下重量的组分：
表1实施例13-19中PVA组合物中包括的组分及其重量(kg)
其中，酸为质量分数为98％的硫酸水溶液。
PVA组合物的制备方法包括：
步骤一，按重量份数取PVA、酸混合，再加入尿素、甘油、氯化钙加热，加热温度为140℃，以使PVA熔融，得到酸性PVA初混料，并在140℃的温度下造粒，获得粒料；
步骤二，在140℃下，使步骤一中造粒获得的粒料与戊二醛均匀混合，得到PVA组合物中间材料；
步骤三，将步骤二中获得的PVA组合物中间材料置于浓度为5wt％的氢氧化钠溶液中浸泡48h；步骤四，从氢氧化钠溶液中取出PVA组合物中间材料，用去离子水漂洗，干燥，获得PVA组合物。
其中，PVA的分子量为25000-300000Da，醇解度为50-99％。
实施例20：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，步骤一中，加热温度为180℃，以使PVA熔融，得到酸性PVA初混料，并在220℃的温度下造粒，获得粒料。
实施例21：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，步骤一中，加热温度为220℃，以使PVA熔融，得到酸性PVA初混料，并在220℃的温度下造粒，获得粒料。
实施例22：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，步骤二中，在220℃下，使粒料与戊二醛均匀混合，得到PVA组合物中间材料。
实施例23：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，步骤三中，将PVA组合物中间材料置于浓度为8wt％的氢氧化钠溶液中浸泡35h。
实施例24：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，步骤三中，将PVA组合物中间材料置于浓度为10wt％的氢氧化钠溶液中浸泡24h。
对比例1：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1和内层2中PVA的交联度为85％。
对比例2：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1中PVA的交联度为85％，内层2中PVA的交联度为55％。
对比例3：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1和内层2中PVA的交联度为20％。
对比例4：PVA复合塑料管材，与实施例1的区别在于，外层1中PVA的交联度为20％，内层2中PVA的交联度为35％。
表征试验
试验样品：选取实施例1-24中获得的PVA复合塑料作为试验样1-24，选取对比例1-4中获得的复合塑料、PVA复合塑料作为对照样1-4。
试验方法：对试验样1-24、对照样1-4进行断裂伸长率和邵氏硬度的检测。
试验结果：试验样1-24、对照样1-4中的各项指标如表2所示。
表2试验样1-24、对照样1-4中的各项指标
由表2可知，试验样1-24和对照样1-4中的溶血均小于0.1％，说明无论采用较高的交联度或者较低的交联度的PVA制作出的管材安全无危害，在用作注射器、输液管、医用导管、饮料瓶时，不易对人体造成伤害。
对照样1和对照样2的断裂伸长率分别小于试验样1-24中的断裂伸长率，而对照样1和对照样2的邵氏硬度分别大于试验样1-24的邵氏硬度，说明采用交联度高于50％的PVA制作出的管材所具有的断裂伸长率较低，且邵氏硬度过高。
对照样3和对照样4的断裂伸长率分别高于试验样1-24中的断裂伸长率，但邵氏硬度则分别低于试验样1-24中的邵氏硬度，说明采用交联度低于50％的PVA制作出的管材所具有的断裂伸长率较大，但邵氏硬度较小。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PVA复合塑料管材，其特征在于，包括两层或者两层以上的层数，每层通过交联度为20-100%的PVA挤出成型制成，相邻的层之间的交联度依次递增或递减设置，所述PVA复合塑料管材通过共挤成型获得。
2.根据权利要求1所述的PVA复合塑料管材，其特征在于，包括外层（1）和内层（2），所述外层（1）中PVA的交联度为50-100%，所述内层（2）中PVA的交联度为[20%，50%）。
3.根据权利要求2所述的PVA复合塑料管材，其特征在于，所述外层（1）中PVA的交联度为50-80%，所述内层（2）中PVA的交联度为[20%，50%）。
4.根据权利要求1所述的PVA复合塑料管材，其特征在于，包括外层（1）和内层（2），所述外层（1）中PVA的交联度为[20%，50%），所述内层（2）中PVA的交联度为50-100%。
5.根据权利要求4所述的PVA复合塑料管材，其特征在于，所述外层（1）中PVA的交联度为[20%，50%），所述内层（2）中PVA的交联度为50-80%。
6.根据权利要求2或3所述的PVA复合塑料管材，其特征在于，所述外层（1）制备过程中，双料挤出机中一区的温度为175-180℃，二区的温度为183-185℃，三区的温度为188-190℃，四区的温度为192-195℃，主机转速为22-25r/s，喂料转速为18-20r/s；所述内层（2）制备过程中，双料挤出机中一区的温度为185-187℃，二区的温度为190-192℃，三区的温度为195-197℃，四区的温度为200-203℃，主机转速为15-17r/s，喂料转速为11-13r/s。
7.根据权利要求4或5所述的PVA复合塑料管材，其特征在于，所述外层（1）制备过程中，双料挤出机中一区的温度为185-187℃，二区的温度为190-192℃，三区的温度为195-197℃，四区的温度为200-203℃，主机转速为18-20r/s，喂料转速为12-15r/s；所述内层（2）制备过程中，双料挤出机中一区的温度为175-180℃，二区的温度为183-185℃，三区的温度为188-190℃，四区的温度为192-195℃，主机转速为12-15r/s，喂料转速为14-18r/s。
8.根据权利要求1所述的PVA复合塑料管材，其特征在于，所述外层（1）中的PVA采用PVA组合物代替，所述PVA组合物包括如下重量份数的组分：
PVA为60-90份；
戊二醛0.1-3份；
尿素4-10份；
甘油5-15份；
氯化钙2-10份；
酸0.1-2份；
所述酸为质量分数为10-98%的硫酸水溶液、脂肪族羧酸、焦磷酸、焦硫酸中的一种。
9.根据权利要求1所述的PVA复合塑料管材，其特征在于，所述PVA组合物的制备方法包括如下步骤：
步骤一，按重量份数取PVA、酸混合，再加入尿素、甘油、氯化钙加热，加热温度为140-220℃，以使PVA熔融，得到酸性PVA初混料，并在140-220℃的温度下造粒，获得粒料；
步骤二，在140-220℃下，使步骤一中造粒获得的粒料与戊二醛均匀混合，得到PVA组合物中间材料；
步骤三，将步骤二中获得的PVA组合物中间材料置于浓度为5-10wt%的氢氧化钠溶液中浸泡24-48h；
步骤四，从氢氧化钠溶液中取出PVA组合物中间材料，用去离子水漂洗，干燥，获得PVA组合物。
10.一种权利要求1-5中任意一项所述的PVA复合塑料管材的用途，其特征在于，适用于注射器、输液管、医用导管、饮料瓶、输油线路、电缆套管等领域。
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