CN108815577B - 一种假肢腿部接受腔所用材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种假肢腿部接受腔所用材料及其制备方法，其中一种假肢腿部接受腔所用材料包括以下以重量份数表示的组分：聚丙烯30‑50份、聚氨酯树脂10‑20份、聚碳酸酯10‑15份、滑石粉5‑15份、硅胶3‑10份、卡拉胶5‑10份、葡甘露胶3‑5份、羟丙基甲基纤维素5‑10份、纳米金属氧化物0.3‑2份、溶剂20‑30份。由以上原料制得的接受腔柔韧性和透气性更好，接受腔与患者残肢贴合度较高。

Description

一种假肢腿部接受腔所用材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及假肢接受腔领域，具体涉及一种假肢腿部接受腔所用材料及其制备方法。
背景技术
假肢可以装配在患者肢体缺失处，代替失去肢体的部分功能。为了方便安装假肢，假肢的一端固定接受腔，以方便容纳患者的部分残缺肢体。
由于接受腔与残缺肢体直接接触，患者在移动缺失肢体时，残缺肢体与接受腔的内侧壁多次摩擦，患者穿戴时间久，容易产生不适。
为了提高接受腔的舒适度，申请日为2017年10月9日、申请号为201710930209.1的中国专利公开了一种改性聚甲基丙烯酸甲酯软质假肢材料，其采用聚甲基丙烯酸甲酯、改性剂、氢化蓖麻油、钢纤维、亲水性高分子化合物、纳豆粉、纳米二氧化钛、N，N-二甲基苯胺、乙酸乙酯互相配合，钢纤维刚度较强，虽然在一定程度上可以提高接受腔的承重性能，但是与患者皮肤接触时间久后，仍会产生不适感。
发明内容
本发明的目的是提供一种假肢腿部接受腔所用材料，提高接受腔的柔韧性和透气性，使得接受腔与患者残肢贴合度较高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种假肢腿部接受腔所用材料，包括以下以重量份数表示的组分：聚丙烯30-50份、聚氨酯树脂10-20份、聚碳酸酯10-15份、滑石粉5-15份、硅胶3-10份、卡拉胶5-10份、葡甘露胶3-5份、羟丙基甲基纤维素5-10份、纳米金属氧化物0.3-2份、溶剂20-30份。
采用以上技术方案，选择聚丙烯、聚氨酯树脂和聚碳酸酯作为基体材料，三种树脂互相配合，使得最终制得的假肢腿部接受腔所用材料既具有较佳的柔韧性，还具有较好的成型强度。在基体材料中加入滑石粉和羟丙基甲基纤维素，提高假肢腿部接受腔所用材料的成型性。此外，在基体材料中加入硅胶、卡拉胶和葡甘露胶，进一步提高假肢腿部接受腔所用材料柔韧性和透气性。原料中的纳米金属氧化物与聚丙烯、聚氨酯树脂和聚碳酸酯配合，提高假肢腿部接受腔所用材料的稳定性和耐候性，延长使用周期。
进一步地，滑石粉的粒径为325-600目。
在该粒径范围内的滑石粉与其他原料配合，产品的均匀性更好。
进一步地，聚氨酯树脂选择芳香族水性聚氨酯、脂肪族水性聚氨酯、芳香族丙烯酸改性聚氨酯或者脂肪族丙烯酸改性聚氨酯中的一种或几种。
采用以上技术方案，以上种类的聚氨酯树脂具有较好的柔韧性，并且与聚氨酯树脂和聚碳酸酯的相容性较佳。
进一步地，硅胶选择二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或者甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或几种。
以上种类的硅胶弹性较佳，颜色透明，耐候性较佳。
优选地，羟丙基甲基纤维素的粘度至少为10万mPa·s。
选择以上粘度范围的羟丙基甲基纤维素，与其他原料配合，柔韧性更佳，且制得的假肢腿部接受腔具有较好的透气性能。
进一步地，纳米金属氧化物选择ZnO、TiO2、Al2O3中的一种或几种。
纳米金属氧化物具有较好的抗氧化效果，其与各原料结合，提高假肢腿部接受腔的耐候性，抑制黄变现象。
优选地，溶剂选择醇类、醚类或者酮类中的一种或几种。
选择上述溶剂，制备的假肢腿部接受腔更加均匀密实，假肢腿部接受腔成品中不容易残留气泡。
本发明的另一目的在于提供一种假肢腿部接受腔所用材料的制备方法，其具有工艺简便，原料混合均匀的特点。
本发明的上述目的按照以下技术方案得以实现：一种假肢腿部接受腔所用材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、硅胶、卡拉胶、葡甘露胶和羟丙基甲基纤维素预先分散于溶剂中在80-150r/min的转速下搅拌30-50min混合形成初混物；
S2、在温度为50-80℃的条件下，在初混物中加入聚丙烯、聚氨酯树脂、聚碳酸酯、滑石粉和纳米金属氧化物搅拌均匀形成假肢腿部接受腔所用材料。
采用以上技术方案，预先制备均匀无气泡的初混物，选择以上转速，可在较大程度上抑制气泡的产生，初混物再与其他原料搅拌混合得到均匀一致的假肢腿部接受腔所用材料。之后采用注塑工艺固化成型，即可根据用户需求制成不同形状的假肢腿部接受腔。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明制得的假肢腿部接受腔所用材料具有较好的柔性，其原料采用聚丙烯、聚氨酯树脂、聚碳酸酯、硅胶和葡甘露胶互相配合，提高产品的柔性，可以与使用者残肢处紧密贴合，提高使用者舒适度；
2、本发明制得的假肢腿部接受腔所用材料具有较好的机械性能，原料中聚丙烯、聚氨酯树脂和聚碳酸酯三者混合形成基体材料，基体材料与滑石粉、羟丙基甲基纤维素配合使得最终制得的假肢腿部接受腔成型性较佳，稳定性较好，提高假肢腿部接受腔与患者残肢的适配性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一：一种假肢腿部接受腔所用材料，按照如下方法制得：
S1、取3kg硅胶(本实施例选择二甲基硅橡胶)、5kg卡拉胶、3kg葡甘露胶和5kg羟丙基甲基纤维素(粘度为20万mPa·s)预先分散于20kg溶剂(本实施例选择乙醇)中，在80r/min的转速下搅拌50min混合形成初混物；
S2、在温度为50℃的条件下，在S1制得的初混物中加入30kg聚丙烯、10kg聚氨酯树脂(本实施例选择芳香族水性聚氨酯)、10kg聚碳酸酯、5kg滑石粉(325目)和0.3kg纳米金属氧化物(ZnO)搅拌均匀形成假肢腿部接受腔所用材料。
其余实施例与实施例一的区别在于原料组分和工艺参数不同，此处以表格形式列出，具体如表1所示。
表1各实施例的原料组分和工艺参数
Figure BDA0001634216220000031
Figure BDA0001634216220000041
对以上各实施例制得的假肢腿部接受腔所用材料进行性能测试，具体测试结果如表2所示。预先将假肢腿部接受腔所用材料注入模具中形成成型的假肢腿部接受腔，其中假肢腿部接受腔的密度按照ISO1183的标准进行测试，检测温度为20℃；按照ASUM D1003的标准测试2mm厚试样的透光率；熔体质量流动速率按照ISO1133的标准进行测试；机械性能IZOD缺口冲击强度按照ISO 180-4A的标准进行测试；屈服应力按照ISO 527-1-2的标准进行测试，测试条件为50mm/min；断裂伸长率按照ISO 527-1-2的标准进行测试，测试条件为50mm/min；弯曲强度按照ISO178的标准进行测试，测试条件为2mm/min；弯曲模量按照ISO178的标准进行测试，测试条件为2mm/min；用放大镜目测假肢腿部接受腔中焦粒、黄粒或者异物数量。
表2各实施例制得的假肢腿部接受腔所用材料的性能测试结果
Figure BDA0001634216220000051
由以上结果可知，按照以上方法制得的假肢腿部接受腔所用材料具有较好屈服应力和抗弯强度，可以为使用者提供足够的强度支撑。假肢腿部接受腔所用材料的熔体质量流动速率在9-11g/10min，采用以上方法制得的材料流动性较佳，与使用者残肢软组织适配性较佳。
对比例：
对比例一：一种假肢腿部接受腔所用材料，其与实施例一的区别在于：步骤S2中加入聚丙烯40kg、聚碳酸酯10kg、滑石粉5kg、纳米金属氧化物0.3kg。
对比例二：一种假肢腿部接受腔所用材料，其与实施例一的区别在于：步骤S2中加入聚丙烯40kg、芳香族水性聚氨酯10kg、滑石粉5kg、纳米金属氧化物0.3kg。
对比例三：一种假肢腿部接受腔所用材料，其与实施例一的区别在于：步骤S2中加入芳香族水性聚氨酯40kg、聚丙烯10kg、滑石粉5kg、纳米金属氧化物0.3kg。
对以上各对比例制得的假肢腿部接受腔所用材料进行性能测试，具体测试结果如表3所示。
表3各对比例制得的假肢腿部接受腔所用材料的性能测试结果
测试项目 对比例一 对比例二 对比例三
密度(kg/m<sup>3</sup>) 1059 1124 1247
透光率 ≥89 ≥89 ≥89
熔体质量流动速率 13g/10min 15g/10min 10g/10min
IZOD缺口冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) 59 55 61
弯曲强度(MPa) 64 65 66
由以上分析可知，若以聚丙烯和聚碳酸酯为基体，或者以聚氨酯树脂和聚丙烯为基体，制得的假肢腿部接受腔所用材料虽然材质较软，但是强度较差，不方便使用。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种假肢腿部接受腔所用材料，其特征在于：包括以下以重量份数表示的组分：聚丙烯30-50份、聚氨酯树脂10-20份、聚碳酸酯10-15份、滑石粉5-15份、硅胶3-10份、卡拉胶5-10份、葡甘露胶3-5份、羟丙基甲基纤维素5-10份、纳米金属氧化物0.3-2份、溶剂20-30份；
羟丙基甲基纤维素的粘度至少为10万mPa·s。
2.根据权利要求1所述的假肢腿部接受腔所用材料，其特征在于：滑石粉的粒径为325-600目。
3.根据权利要求1所述的假肢腿部接受腔所用材料，其特征在于：聚氨酯树脂选择芳香族水性聚氨酯、脂肪族水性聚氨酯、芳香族丙烯酸改性聚氨酯或者脂肪族丙烯酸改性聚氨酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的假肢腿部接受腔所用材料，其特征在于：硅胶选择二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或者甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的假肢腿部接受腔所用材料，其特征在于：纳米金属氧化物选择ZnO、TiO2、Al2O3中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的假肢腿部接受腔所用材料，其特征在于：溶剂选择醇类、醚类或者酮类中的一种或几种。
7.一种权利要求1-6任一项所述的假肢腿部接受腔所用材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、硅胶、卡拉胶、葡甘露胶和羟丙基甲基纤维素预先分散于溶剂中在80-150r/min的转速下搅拌30-50min混合形成初混物；
S2、在温度为50-80℃的条件下，在初混物中加入聚丙烯、聚氨酯树脂、聚碳酸酯、滑石粉和纳米金属氧化物搅拌均匀形成假肢腿部接受腔所用材料。
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