CN114058117A - 一种低表面张力医用营养袋材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低表面张力医用营养袋材料及其制备方法。一种低表面张力医用营养袋材料，以质量份数计，包括以下组份：聚丙烯树脂62～93.5份，聚乙二醇5～30份，聚硅氧烷0.5～3份和相容剂1～5份。本发明提供的低表面张力医用营养袋材料无毒，环保，满足食品及FDA相关标准要求。
Description
技术领域
本发明涉及医用高分子材料技术领域，尤其涉及一种低表面张力医用营养袋材料及其制备方法。
背景技术
医疗领域对于医疗设备及相关耗材的性能要求较高，具有较高的行业准入门槛，必须满足国内国际相关医疗标准，才能达到使用要求，确保医疗消费者的安全性，健康性。对于药品载体或者与给药相关的高分子材料来说，必须满足FDA认证，满足食品药品相关法规要求，禁止含有毒性或者迁移性的聚合物材料的使用和准入，因此，对于相关材料的开发和研究具有较高技术门槛。
医用营养袋一般采用聚氯乙烯，乙烯共聚物或者聚丙烯复合材料，其中聚氯乙烯具有一定危害性，不满食品和FDA的相关要求，乙烯共聚物具有一定极性，但是也存在一些应用缺陷。聚丙烯满足食品和FDA相关要求，不具有健康危害性，是医疗行业首选的聚合物基体之一，但是其极性较低，亲水性不强，在医疗营养袋产品的使用过程中容易发生粘液，导致存在应用缺陷。
发明内容
本发明解决了现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种低表面张力医用营养袋材料及其制备方法，本发明提供的低表面张力医用营养袋材料无毒，环保，满足食品及FDA相关标准要求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低表面张力医用营养袋材料，以质量份数计，包括以下组份：聚丙烯树脂62～93.5份，聚乙二醇5～30份，聚硅氧烷0.5～3份和相容剂1～5份。
本发明采用亲水性不易迁移的聚乙二醇对聚丙烯材料的极性进行改良，提升亲水性，利于极性液体在表面流动输送，同时采用硅氧烷来改善聚合物材料表面的润滑性，两种技术相互补充来降低聚丙烯材料的表面张力，促进营养袋表面液体的流动，改善在给药过程中的剂量和药物浓度损失，达到较为理想的治疗效果，同时采用相容剂改善了复合材料的相容性，提升了物理性能。
优选地，所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，所述的聚丙烯树脂的数均分子量为200000～600000g/mol。
优选地，所述的聚乙二醇的数均分子量为3000～7000g/mol。聚乙二醇的结构式如式2所示：
其中，91＜n＜136。
优选地，所述的聚硅氧烷的结构式如式1所示：
其中：R1选自-CH2CH3、-CH2CH2CH2N＝C＝O、-OC3H7、-CH3、-OCH3和-OCH2CH3中的一种，R2选自-CH2CH3、-CH2CH2CH2N＝C＝O、-OC3H7、-CH3、-OCH3和-OCH2CH3中的一种。取代基R1和R2可以相同，也可以不同。
优选地，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯熔体流动速率为100～120g/10min，测试条件为230℃，2.16kg，马来酸酐的接枝率为1％～1.5％。
优选地，所述的低表面张力医用营养袋材料还包括加工助剂，所述的加工助剂包括受阻酚类抗氧剂，磷酸酯类抗氧剂和硬脂酸酰胺类润滑剂。
优选地，所述的低表面张力医用营养袋材料，以质量份数计，包括如下组分：聚丙烯树脂70.5～74.5份，聚乙二醇25份，聚硅氧烷2份，相容剂2份，受阻酚类抗氧剂0.1份，磷酸酯类抗氧剂0.2份和硬脂酸酰胺类润滑剂0.2份。
本发明的另一个目的是保护所述的低表面张力医用营养袋材料的制备方法，包括如下步骤：
a、将各组分依次加入混合容器混合均匀，得到混合均匀的混合物；
b、将上述混合物输送到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机螺杆各段温度控制在180℃～210℃之间，双螺杆挤出机的长径比为40:1，螺杆转速为600～800转/分钟，在螺杆的作用下，混合物得以充分熔化，混合，然后经过挤出，造粒，干燥得到聚丙烯复合材料粒子；
c、将聚丙烯复合材料粒子加入到注塑机成型，注塑条件为：料筒温度200℃～210℃，注塑压力55～65MPa，速度50～70cm3/s，得到所述的低表面张力医用营养袋材料。
所述的混合容器为高速混合机，高速混合机的转速为3000转/分钟，混合时间为4分钟。
本发明还保护上述低表面张力医用营养袋材料在制备低表面张力医用营养袋中的应用。使用本发明的低表面张力医用营养袋材料制备得到低表面张力医用营养袋，可以促进营养袋表面液体的流动，改善在给药过程中的剂量和药物浓度损失，达到较为理想的治疗效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用聚乙二醇解决了聚丙烯材料疏水性，提高了亲水性；采用硅氧烷改善了聚丙烯材料的外润滑性，有利于促进低粘度液体的流动，提升亲水性及外润滑性，很好地降低了聚丙烯材料的表面张力，改善了对液体的粘附性；采用相容剂改善了聚乙二醇与聚丙烯的相容性，提升了物理性能。
(2)本发明提供的低表面张力医用营养袋材料无毒，环保，满足食品及FDA相关标准要求。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。除特别说明，本发明使用的设备和试剂为本技术领域常规市购产品。
一种低表面张力医用营养袋材料，以质量份数计，包括以下组份：聚丙烯树脂62～93.5份，聚乙二醇5～30份，聚硅氧烷0.5～3份，相容剂1～5份。
下述实施例中，聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，聚丙烯树脂的数均分子量为200000～600000g/mol。进一步优选聚丙烯数脂货号为PP 3010，购自台湾塑胶工业股份有限公司。
下述实施例中，聚乙二醇的数均分子量为3000～7000g/mol。聚乙二醇结构式如式2所示：
其中，91＜n＜136。进一步优选，聚乙二醇A(分子量5000g/mol)购自江苏海安石油化工厂；聚乙二醇B(分子量3000g/mol)购自江苏海安石油化工厂；聚乙二醇C(分子量7000g/mol)购自江苏海安石油化工厂。
下述实施例中，聚硅氧烷的结构式如式1所示：
其中：R1选自-CH2CH3、-CH2CH2CH2N＝C＝O、-OC3H7、-CH3、-OCH3和-OCH2CH3中的一种，R2选自-CH2CH3、-CH2CH2CH2N＝C＝O、-OC3H7、-CH3、-OCH3和-OCH2CH3中的一种。取代基R1和R2可以相同，也可以不同。进一步优选，聚硅氧烷A：R1和R2相同，都为-CH3，购自深圳瑞吉特生物科技有限公司；聚硅氧烷B:R1和R2相同，都为-OCH2CH3，购自上海迈瑞尔化学技术公司。
下述实施例中，相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯熔体流动速率为100～120g/10min，测试条件为230℃，2.16kg，马来酸酐的接枝率为1％～1.5％。进一步优选，马来酸酐接枝聚丙烯货号为NB 1602，购自韩国韩华公司，马来酸酐的接枝率为1.5％。
下述实施例中，低表面张力医用营养袋材料还包括加工助剂，加工助剂包括受阻酚类抗氧剂，磷酸酯类抗氧剂和硬脂酸酰胺类润滑剂。进一步优选，硬脂酸酰胺类润滑剂货号为EBS B50，购自青岛赛诺化工有限公司。受阻酚类抗氧剂货号为SONOX 1010，购自济南吉灵化工；磷酸酯类抗氧剂货号为SONOX 168购自济南吉灵化工。
下述实施例中低表面张力医用营养袋材料，以质量份数计，包括如下组分：聚丙烯树脂70.5～74.5份，聚乙二醇25份，聚硅氧烷2份，相容剂2份，受阻酚类抗氧剂0.1份，磷酸酯类抗氧剂0.2份和硬脂酸酰胺类润滑剂0.2份。
上述低表面张力医用营养袋材料的制备方法，包括如下步骤：
a、将各组分依次加入高速混合机中混合3～6分钟，得到混合均匀的混合物；
b、将上述混合物输送到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机螺杆各段温度控制在180℃～210℃之间，双螺杆挤出机的长径比为40:1，螺杆转速为600～800转/分钟，在螺杆的作用下，混合物得以充分熔化，混合，然后经过挤出，造粒，干燥得到聚丙烯复合材料粒子；
c、将聚丙烯复合材料粒子加入到注塑机成型，注塑条件为：料筒温度200℃～210℃，注塑压力55～65MPa，速度50～70cm3/s，得到低表面张力医用营养袋材料。
下述实施例中，优选步骤(a)中高速混合机的转速为3000转/分钟，混合时间为4分钟。
将得到的低表面张力医用营养袋材料进行如表1所示的测试：
表1低表面张力医用营养袋材料性能测试表
| 检测项目 | 单位 | 测试标准 |
| 拉伸强度 | MPa | ISO527 |
| 表面接触角 | ° | ISO15989 |
实施例1
一种低表面张力医用营养袋材料的制备方法，包括如下步骤：
a，将配方中的聚丙烯，聚乙二醇，聚硅氧烷，马来酸酐接枝物和加工助剂等依次加入高速混合机中，在高速混合机充分混合5分钟，得到均匀的混合物；
b，将上述混合物经过精密计量装置输送到双螺杆挤出机中，挤出机螺杆各段温度控制在200℃，双螺杆挤出机的长径比为40:1，螺杆转速为700转/分钟，在螺杆的作用下，物料得以充分熔化，混合，然后经过挤出，造粒，干燥得到聚丙烯复合材料粒子；
c，将聚丙烯复合材料粒子加入到注塑机成型得到低表面张力医用营养袋材料，注塑条件为：注塑机料筒温度205℃，注塑压力60MPa，速度60cm3/s，保压时间20秒。
实施例2-6和对比例1-5的制备方法与实施例1相同，各组分的质量配比如表2所示。
表2实施例1-6和对比例1-5各组分的质量配比表
从表2的实施例1-6和对比例1-5的比较可以看出：聚乙二醇与聚硅氧烷共同作用可以显著降低聚丙烯材料的表面接触角，二者具有较好的协同增效作用，有效地提升了材料的亲水性和外润滑性，降低了非极性，改善了极性溶剂与材料的表面张力，通过相容剂改善了复合材料的力学性能，使得复合材料保持了良好的机械性能，本发明提出的低表面张力医用营养袋材料具有较好的实用性和经济价值。
实施例7
一种低表面张力医用营养袋材料的制备方法，包括如下步骤：
a，将62g聚丙烯PP3010，30g聚乙二醇A，3g聚硅氧烷A，NB 16021g，受阻酚类抗氧剂SONOX 10100.1g，磷酸酯类抗氧剂SONOX 1680.2g和硬脂酸酰胺类润滑剂EBS B500.2g依次加入高速混合机中，在高速混合机充分混合3分钟，得到均匀的混合物；
b，将上述混合物经过精密计量装置输送到双螺杆挤出机中，挤出机螺杆各段温度控制在180℃，双螺杆挤出机的长径比为40:1，螺杆转速为800转/分钟，在螺杆的作用下，物料得以充分熔化，混合，然后经过挤出，造粒，干燥得到聚丙烯复合材料粒子；
c，将聚丙烯复合材料粒子加入到注塑机成型得到低表面张力医用营养袋材料，注塑条件为：料筒温度200℃，注塑压力55MPa，速度70cm3/s，保压时间20秒。
对得到的低表面张力医用营养袋材料进行测试，拉伸强度为19MPa，表面接触角为37°。
实施例8
一种低表面张力医用营养袋材料的制备方法，包括如下步骤：
a，将93.5g聚丙烯PP3010，5g聚乙二醇A，0.5g聚硅氧烷A，NB 16025g，受阻酚类抗氧剂SONOX 10100.1g，磷酸酯类抗氧剂SONOX 1680.2g和硬脂酸酰胺类润滑剂EBS B500.2g依次加入高速混合机中，在高速混合机充分混合6分钟，得到均匀的混合物；
b，将上述混合物经过精密计量装置输送到双螺杆挤出机中，挤出机螺杆各段温度控制在210℃，双螺杆挤出机的长径比为40:1，螺杆转速为800转/分钟，在螺杆的作用下，物料得以充分熔化，混合，然后经过挤出，造粒，干燥得到聚丙烯复合材料粒子；
c，将聚丙烯复合材料粒子加入到注塑机成型得到低表面张力医用营养袋材料，注塑条件为：料筒温度210℃，注塑压力65MPa，速度70cm3/s，保压时间20秒。
对得到的低表面张力医用营养袋材料进行测试，拉伸强度为23MPa，表面接触角为81°。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低表面张力医用营养袋材料，其特征在于，以质量份数计，包括以下组份：聚丙烯树脂62～93.5份，聚乙二醇5～30份，聚硅氧烷0.5～3份和相容剂1～5份。
2.根据权利要求1所述的低表面张力医用营养袋材料，其特征在于，所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。
3.根据权利要求1或2所述的低表面张力医用营养袋材料，其特征在于，所述的聚丙烯树脂的数均分子量为200000～600000g/mol。
4.根据权利要求1所述的低表面张力医用营养袋材料，其特征在于，所述的聚乙二醇的数均分子量为3000～7000g/mol。
5.根据权利要求1所述的低表面张力医用营养袋材料，其特征在于，所述的聚硅氧烷的结构式如式1所示：
其中：R1选自-CH2CH3、-CH2CH2CH2N＝C＝O、-OC3H7、-CH3、-OCH3和-OCH2CH3中的一种，R2选自-CH2CH3、-CH2CH2CH2N＝C＝O、-OC3H7、-CH3、-OCH3和-OCH2CH3中的一种。
6.根据权利要求1所述的低表面张力医用营养袋材料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯熔体流动速率为100～120g/10min，马来酸酐的接枝率为1％～1.5％。
7.根据权利要求1所述的低表面张力医用营养袋材料，其特征在于，还包括加工助剂，所述的加工助剂包括受阻酚类抗氧剂，磷酸酯类抗氧剂和硬脂酸酰胺类润滑剂。
8.根据权利要求7所述的低表面张力医用营养袋材料，其特征在于，以质量份数计，包括如下组分：聚丙烯树脂70.5～74.5份，聚乙二醇25份，聚硅氧烷2份，相容剂2份，受阻酚类抗氧剂0.1份，磷酸酯类抗氧剂0.2份和硬脂酸酰胺类润滑剂0.2份。
9.权利要求1-8任一项所述的低表面张力医用营养袋材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将各组分依次加入混合容器混合均匀，得到混合均匀的混合物；
b、将上述混合物输送到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机螺杆各段温度控制在180℃～210℃之间，双螺杆挤出机的长径比为40:1，螺杆转速为600～800转/分钟，在螺杆的作用下，混合物得以充分熔化，混合，然后经过挤出，造粒，干燥得到聚丙烯复合材料粒子；
c、将聚丙烯复合材料粒子加入到注塑机成型，注塑条件为：料筒温度200℃～210℃，注塑压力55～65MPa，速度50～70cm3/s，得到所述的低表面张力医用营养袋材料。
10.权利要求1所述的低表面张力医用营养袋材料在制备低表面张力医用营养袋中的应用。
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