CN110551368A - 一种易于熔接的医用高分子组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种易于熔接的医用高分子组合物及其制备方法，由以下重量百分含量的各组分组成：聚乳酸20‑80%；苯乙烯‑马来酸酐‑环烯烃共聚物1.9‑10%；丙烯‑乙烯嵌段共聚物10‑70%；多面体有机倍半硅氧烷8.1~20%；气质被步骤如下：将称量好的聚乳酸、苯乙烯‑马来酸酐‑环烯烃共聚物和丙烯‑乙烯嵌段共聚物以及多面体有机倍半硅氧烷混合后，经双螺杆挤出机挤出造粒即可；本发明组合物具有良好的可加工性能，挤压、纺丝、注射吹塑，且光泽度、透明性；且组合的加工工艺简单，方便生产，便于大规模生产。

Description

一种易于熔接的医用高分子组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及医用高分子组合物技术领域，具体为一种易于熔接的医用高分子组合物及其制备方法。
背景技术
高分子材料，以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。
高分子材料按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。
高分子材料的结构决定其性能，对结构的控制和改性，可获得不同特性的高分子材料。高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。一般称在生活中大量采用的，已经形成工业化生产规模的高分子为通用高分子材料，称具有特殊用途与功能的为功能高分子。
医用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料，其来源包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。天然医用高分子材料来源于自然，包括纤维素、甲壳素、透明质酸、胶原蛋白、明胶及海藻酸钠等；合成医用高分子材料是通过化学方法，人工合成的用于医用的高分子材料，目前常用的有聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。
按照材料的性质，医用高分子材料可分为非降解和可生物降解两大类。其中非生物降解的材料包括：聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、硅橡胶、聚氨酯、聚醚醚酮等，其在生理环境中能够长期保持稳定，不发生降解、交联和物理磨损等，并具有良好的力学性能。该类材料主要用于人体软、硬组织修复和制造人工器官、人造血管、接触镜和黏结剂等。可降解生物材料包括：胶原、脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚乳酸、聚己内酯、聚磷腈等，这些材料能在生理环境中发生结构性破坏，且降解产物能通过正常的新陈代谢被机体吸收或排出体外，主要用于药物释放载体及非永久性植入器械。
医用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料。根据其具体用途可分为：（1）与生物体组织不直接接触的材料；如药剂容器、血浆袋、输血输液用具、注射器、化验室用品、手术室用品等；（2）与皮肤、粘膜接触的材料，如手术用手套、麻醉用品（吸氧管、口罩、气管插管等）、诊疗用品（洗眼用具、耳镜、压舌片、灌肠用具、肠、胃、食道窥镜导管和探头、腔门镜、导尿管等）、绷带、橡皮膏等及人体整容修复材料（假肢、假耳、假眼、假鼻等）；（3）与人体组织短期接触的材料，如：人造血管、人工心脏、人工肺、人工肾脏、渗析膜人造皮肤等；（4）长期植入体内的材料，如脑积水症髓液引流管、人造血管、人工瓣膜、人工气管、人工尿道、人工骨骼、人工关节、手术缝合线及组织粘合剂等；（5）药用高分子，包括大分子化药物和药物高分子。大分子化药物是指将传统的小分子药物大分子化，如聚青霉素；药物高分子是指本身就有药理功能的高分子，如阴离子聚合物型的干扰素诱发剂。不同用途的医用高分子材料需要根据使用环境以及对材料的物理、化学及生物学性能要求选用合适的材料。
聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物的共混物比较单一的聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物，其性能有明显的改进，例如可加工性能，挤压、纺丝、注射吹塑，且光泽度、透明性和手感均有较大幅度提高，在医用领域有着较为广泛的前景，但是，对现有的医用高分子材料的熔接性比较差，难以满足使用需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易于熔接的医用高分子组合物及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种易于熔接的医用高分子组合物，本发明由以下重量百分含量的各组分组成：聚乳酸20-80%；苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物1.9-10%；丙烯-乙烯嵌段共聚物10-70%；多面体有机倍半硅氧烷8.1~20%。
进一步的，本发明由以下重量百分含量的各组分组成：聚乳酸30-60%；苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物7.9-9%；丙烯-乙烯嵌段共聚物20-50%；多面体有机倍半硅氧烷12.1~20%。
本发明是基于聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物的共混物，添加多面体有机倍半硅氧烷，在不改变聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物原有性能的前提下，通过引入的有机基团和Si-O键为组合物提供溶剂的溶解性能、超声波震动性能和激光吸收性能，从而使聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物的组合物具有溶剂熔接性能、改善聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物的组合物的超声波和激光熔接性能。
发明另一目的是提出以上易于熔接的医用高分子组合物的制备方法：
将称量好的聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物以及多面体有机倍半硅氧烷混合后，经双螺杆挤出机挤出造粒。
与现有技术相比，本发明组合物具有良好的可加工性能，挤压、纺丝、注射吹塑，且光泽度、透明性；且组合的加工工艺简单，方便生产，便于大规模生产。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
一种易于熔接的医用高分子组合物及其制备方法，本发明由以下重量百分含量的各组分组成：聚乳酸20-80%；苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物1.9-10%；丙烯-乙烯嵌段共聚物10-70%；多面体有机倍半硅氧烷8.1~20%。
进一步的，一种易于熔接的医用高分子组合物，本发明由以下重量百分含量的各组分组成：聚乳酸30-60%；苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物7.9-9%；丙烯-乙烯嵌段共聚物20-50%；多面体有机倍半硅氧烷12.1~20%。
本发明是基于聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物的共混物，添加多面体有机倍半硅氧烷，在不改变聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物原有性能的前提下，通过引入的有机基团和Si-O键为组合物提供溶剂的溶解性能、超声波震动性能和激光吸收性能，从而使聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物的组合物具有溶剂熔接性能、改善聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物的组合物的超声波和激光熔接性能。
发明另一目的是提出以上易于熔接的医用高分子组合物的制备方法：
将称量好的聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物以及多面体有机倍半硅氧烷混合后，经双螺杆挤出机挤出造粒。
超声波熔接是通过上焊件把超声能量传送到焊区，利用两个焊接的交界面处声阻大，而产生局部高温，使软管和连接件的接合面产生磨擦热而瞬间熔融接合，焊接强度高，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。通常用于塑料焊接，是熔接热塑性塑料制品的高科技技术，可以完全代替用胶水粘合。各种热塑性胶件均可使用超声波熔接技术进行处理，而不需加溶剂、粘接剂或其它辅助品。以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生磨擦热而瞬间熔融接合，焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。
激光塑料熔接又称为激光穿透式熔接或穿透式IR熔接。其原理是激光穿透透明塑料并于吸热的接合面转换成热，由于熔接的两种材料于熔接过程被压合在一起,热接合面传导，形成两种材料都熔化并接合在一起，同时内部也会因此产生局部升温及压力。外部及内部产生的压力是形成良好熔接所需要的条件。借助激光束产生的热量使塑料接触面熔化，进而将热塑性片材、薄膜或模塑零部件粘结在一起的技术。它最早出现在20世纪70年代，但是由于费用昂贵，无法和更早的塑料粘接技术相竞争，如振动焊接技术、热板焊接技术。但是从20世纪90年代中期开始，由于激光焊接技术所需要的设备费用下降，该技术才渐渐受到人们的广泛欢迎。
本发明组合物中POSS的Si-O键可促进材料吸热从而利于超声波和激光熔接。溶剂熔接是将软管和连接件表面浸涂四氢呋喃，再将涂有四氢呋喃的表面相互贴和，赋予适当的压力和温度。由于POSS在加工中倾向均匀富集于材料表面，富含有机官能团的POSS可以在一定压力和温度下溶于四氢呋喃等有机溶剂，故可使组合物材料通过溶剂与连接件熔接。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种易于熔接的医用高分子组合物及其制备方法，其特征在于，由以下重量百分含量的各组分组成：聚乳酸20-80%；苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物1.9-10%；丙烯-乙烯嵌段共聚物10-70%；多面体有机倍半硅氧烷8.1~20%。
2.根据权利要求1所述的一种易于熔接的医用高分子组合物及其制备方法，其特征在于，由以下重量百分含量的各组分组成：聚乳酸30-60%；苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物7.9-9%；丙烯-乙烯嵌段共聚物20-50%；多面体有机倍半硅氧烷12.1~20%。
3.根据权利要求1所述的一种易于熔接的医用高分子组合物的制备方法，其特征在于，将称量好的聚乳酸、苯乙烯-马来酸酐-环烯烃共聚物和丙烯-乙烯嵌段共聚物以及多面体有机倍半硅氧烷混合后，经双螺杆挤出机挤出造粒。
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