CN114773714B - 一种可循环使用的环保型病毒采样管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可循环使用的环保型病毒采样管及其制备方法，属于病毒防护用品及采样管制作技术领域。本发明提供的可循环使用的环保型病毒采样管包括如下制备原料：高密度聚乙烯25‑45份、热塑性弹性体18‑24份、聚对苯二甲酸乙二酯6‑11份、木质素磺酸钠2‑4份、钙基膨润土0.8‑1.5份、叔十二碳硫醇1‑2份、增塑剂2‑5份、抗氧剂1‑2份。本发明制备的病毒采样管不仅具有优异的力学性能，满足病毒采样管运输、保存、有效性多方面的需求，且经过多次高温高压灭菌循环重复使用后，仍能够保持与初始接近的性能，有效克服了常规聚丙烯材质病毒采样管的使用中的局限性。

Description

一种可循环使用的环保型病毒采样管及其制备方法
技术领域
本发明属于病毒防护用品及采样管制作技术领域，具体涉及一种可循环使用的环保型病毒采样管及其制备方法。
背景技术
目前，人类面临的有害病毒种类数量庞大且仍在与日俱增，其中部分病毒例如流感、SARS-CoV、COVID-19等给人们的日常生活带来了极为不利的影响。针对此类传染性病毒，核酸检测通过呼吸道等标本能够较为迅速地判断出患者体内是否存在相关病毒，是一种有效的防护处理手段。
病毒采样管是核酸检测中不可或缺的运送容器，其需要满足运输、保存、有效性多方面的要求。基于此，目前传统的病毒采样管大多采用轻质、无毒、耐腐蚀的聚丙烯为主要材料，并且只能一次性使用；然而聚丙烯的自然降解速度较慢，当需要进行大量核酸检测时，产生的大量废弃病毒采样管的后续处理就显得尤为棘手，污染环境的同时又增加了处理成本。
有鉴于此，研发一种能够循环重复使用的病毒采样管就成为一种能够解决病毒采样管后续处理问题的新途径。
发明内容
针对背景技术所提及的目前一次性使用的聚丙烯类病毒采样管自然降解速度慢、污染环境的问题，本发明提供了一种可循环使用的环保型病毒采样管及其制备方法，旨在提供一种安全、有效并且能够重复使用的病毒采样管。
本发明具体是通过如下技术方案实现的：
本发明提供了一种可循环使用的环保型病毒采样管，以重量份数计包括如下制备原料：
高密度聚乙烯25-45份、热塑性弹性体18-24份、聚对苯二甲酸乙二酯6-11份、木质素磺酸钠2-4份、钙基膨润土0.8-1.5份、叔十二碳硫醇1-2份、增塑剂2-5份、抗氧剂1-2份。
进一步地，所述病毒采样管包括如下制备原料：高密度聚乙烯32份、热塑性弹性体22份、聚对苯二甲酸乙二酯8份、木质素磺酸钠3份、钙基膨润土1.1份、叔十二碳硫醇1.5份、增塑剂3.5份、抗氧剂1份。
进一步地，所述热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体，具体为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
进一步地，所述氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯与丁二烯的质量比为(30-40)/65。
进一步地，所述聚对苯二甲酸乙二酯的平均分子量为3500。
进一步地，所述增塑剂为酞酸酯。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
本发明采用高密度聚乙烯为病毒采样管主要原料，高密度聚乙烯具有优异的力学性能及高耐磨、耐寒、耐腐蚀、高稳定性等性能，满足病毒采样管运输安全、保存安全、有效性等方面的基本需求。此外，本发明还采用热塑性弹性体氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与聚对苯二甲酸乙二酯对高密度聚乙烯进一步改性处理，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物是交替相连形成的三嵌段共聚物，分散相的网络结构赋予了其优异的弹性、耐老化等性能，配合聚对苯二甲酸乙二酯具有的高抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性、高温稳定性能够使得高密度聚乙烯在重复高温高压灭菌后性能基本保持不变，从而能够满足病毒采样管的循环使用要求。
本发明还提供了所述可循环使用的环保型病毒采样管的制备方法，包括以下步骤：
1)按配方称取各原料备用；
2)将热塑性弹性体、聚对苯二甲酸乙二酯和钙基膨润土混合，投入双螺杆挤出机熔融挤出得到混合物I；
3)将高密度聚乙烯、木质素磺酸钠、叔十二碳硫醇混合搅拌30min，得到混合物II；
4)取混合物I、混合物II与增塑剂、抗氧剂混合，加热搅拌15-25min，注塑成型即得病毒采样管。
进一步地，步骤2)所述双螺杆挤出机熔融温度为255-260℃。
进一步地，步骤4)加热搅拌温度为215-230℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明针对现有常规聚丙烯材质的病毒采样管无法重复循环使用、自然降解速度又较慢的缺陷，提供了一种热塑性弹性体、聚对苯二甲酸乙二酯配合改性高密度聚乙烯材质的病毒采样管。本发明制备的病毒采样管不仅具有优异的力学性能，满足病毒采样管运输、保存、有效性多方面的需求，且经过多次高温高压灭菌循环重复使用后，仍能够保持与初始接近的性能，有效克服了常规聚丙烯材质病毒采样管的使用中的局限性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，并非用于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
1、按重量份数称取32份高密度聚乙烯、22份热塑性弹性体(氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中苯乙烯与丁二烯的质量比为35/65)、8份聚对苯二甲酸乙二酯、3份木质素磺酸钠、1.1份钙基膨润土、1.5份叔十二碳硫醇、3.5份酞酸酯、1份抗氧剂1010备用。
2、将热塑性弹性体、聚对苯二甲酸乙二酯和钙基膨润土混合，投入双螺杆挤出机258℃熔融挤出得到混合物I；将高密度聚乙烯、木质素磺酸钠、叔十二碳硫醇混合并搅拌30min，得到混合物II。
3、取混合物I、混合物II与酞酸酯、抗氧剂1010混合，加热至224℃搅拌20min，注塑成型得到病毒采样管。
对本实施例制作的病毒采样管进行性能检测：断裂强度4.76N/mm2、拉伸强度5.04N/mm2、透光率51.6％(GB/T 8804、GB/T 2410)；实际应用检测：高压灭菌重复投入使用，60次后测得断裂强度4.48N/mm2、拉伸强度4.82N/mm2、透光率50.1％(GB/T 8804、GB/T2410)。
实施例2
1、按重量份数称取32份高密度聚乙烯、22份热塑性弹性体(氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中苯乙烯与丁二烯的质量比为30/65)、8份聚对苯二甲酸乙二酯、3份木质素磺酸钠、1.1份钙基膨润土、1.5份叔十二碳硫醇、3.5份酞酸酯、1份抗氧剂1010备用。
2、将热塑性弹性体、聚对苯二甲酸乙二酯和钙基膨润土混合，投入双螺杆挤出机258℃熔融挤出得到混合物I；将高密度聚乙烯、木质素磺酸钠、叔十二碳硫醇混合并搅拌30min，得到混合物II。
3、取混合物I、混合物II与酞酸酯、抗氧剂1010混合，加热至224℃搅拌20min，注塑成型得到病毒采样管。
对本实施例制作的病毒采样管进行性能检测：断裂强度4.79N/mm2、拉伸强度5.10N/mm2、透光率51.1％(GB/T 8804、GB/T 2410)；实际应用检测：高压灭菌重复投入使用，60次后测得断裂强度4.40N/mm2、拉伸强度4.71N/mm2、透光率49.7％(GB/T 8804、GB/T2410)。
实施例3
1、按重量份数称取45份高密度聚乙烯、18份热塑性弹性体(氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中苯乙烯与丁二烯的质量比为35/65)、8份聚对苯二甲酸乙二酯、3份木质素磺酸钠、1.1份钙基膨润土、1.5份叔十二碳硫醇、3.5份酞酸酯、1份抗氧剂1010备用。
2、将热塑性弹性体、聚对苯二甲酸乙二酯和钙基膨润土混合，投入双螺杆挤出机258℃熔融挤出得到混合物I；将高密度聚乙烯、木质素磺酸钠、叔十二碳硫醇混合并搅拌30min，得到混合物II。
3、取混合物I、混合物II与酞酸酯、抗氧剂1010混合，加热至224℃搅拌20min，注塑成型得到病毒采样管。
对本实施例制作的病毒采样管进行性能检测：断裂强度4.58N/mm2、拉伸强度4.77N/mm2、透光率47.4％(GB/T 8804、GB/T 2410)；实际应用检测：高压灭菌重复投入使用，60次后测得断裂强度4.28N/mm2、拉伸强度4.36N/mm2、透光率46.3％(GB/T 8804、GB/T2410)。
实施例4
1、按重量份数称取32份高密度聚乙烯、24份热塑性弹性体(氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中苯乙烯与丁二烯的质量比为35/65)、11份聚对苯二甲酸乙二酯、3份木质素磺酸钠、1.1份钙基膨润土、1.5份叔十二碳硫醇、3.5份酞酸酯、1份抗氧剂1010备用。
2、将热塑性弹性体、聚对苯二甲酸乙二酯和钙基膨润土混合，投入双螺杆挤出机258℃熔融挤出得到混合物I；将高密度聚乙烯、木质素磺酸钠、叔十二碳硫醇混合并搅拌30min，得到混合物II。
3、取混合物I、混合物II与酞酸酯、抗氧剂1010混合，加热至224℃搅拌20min，注塑成型得到病毒采样管。
对本实施例制作的病毒采样管进行性能检测：断裂强度4.64N/mm2、拉伸强度4.92N/mm2、透光率52.4％(GB/T 8804、GB/T 2410)；实际应用检测：高压灭菌重复投入使用，60次后测得断裂强度4.57N/mm2、拉伸强度4.84N/mm2、透光率51.5％(GB/T 8804、GB/T2410)。
对比例1
参照实施例1，不同之处在于采用TPO代替苯乙烯类热塑性弹性体。
1、按重量份数称取32份高密度聚乙烯、22份TPO、8份聚对苯二甲酸乙二酯、3份木质素磺酸钠、1.1份钙基膨润土、1.5份叔十二碳硫醇、3.5份酞酸酯、1份抗氧剂1010备用。
2、将热塑性弹性体、聚对苯二甲酸乙二酯和钙基膨润土混合，投入双螺杆挤出机258℃熔融挤出得到混合物I；将高密度聚乙烯、木质素磺酸钠、叔十二碳硫醇混合并搅拌30min，得到混合物II。
3、取混合物I、混合物II与酞酸酯、抗氧剂1010混合，加热至224℃搅拌20min，注塑成型得到病毒采样管。
对本对比例制作的病毒采样管进行性能检测：断裂强度4.63N/mm2、拉伸强度4.98N/mm2、透光率49.6％(GB/T 8804、GB/T 2410)；实际应用检测：高压灭菌重复投入使用，60次后测得断裂强度2.49N/mm2、拉伸强度2.61N/mm2、透光率43.9％(GB/T 8804、GB/T2410)。
对比例2
参照实施例1，不同之处在于不添加聚对苯二甲酸乙二酯。
1、按重量份数称取32份高密度聚乙烯、22份热塑性弹性体(氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中苯乙烯与丁二烯的质量比为35/65)、8份聚对苯二甲酸乙二酯、3份木质素磺酸钠、1.1份钙基膨润土、1.5份叔十二碳硫醇、3.5份酞酸酯、1份抗氧剂1010备用。
2、将热塑性弹性体和钙基膨润土混合，投入双螺杆挤出机258℃熔融挤出得到混合物I；将高密度聚乙烯、木质素磺酸钠、叔十二碳硫醇混合并搅拌30min，得到混合物II。
3、取混合物I、混合物II与酞酸酯、抗氧剂1010混合，加热至224℃搅拌20min，注塑成型得到病毒采样管。
对本对比例制作的病毒采样管进行性能检测：断裂强度3.05N/mm2、拉伸强度3.34N/mm2、透光率46.8％(GB/T 8804、GB/T 2410)；实际应用检测：高压灭菌重复投入使用，60次后测得断裂强度1.97N/mm2、拉伸强度2.34N/mm2、透光率42.2％(GB/T 8804、GB/T2410)。
对比例3
1、按重量份数称取32份高密度聚乙烯、22份热塑性弹性体(氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中苯乙烯与丁二烯的质量比为20/65)、8份聚对苯二甲酸乙二酯、3份木质素磺酸钠、1.1份钙基膨润土、1.5份叔十二碳硫醇、3.5份酞酸酯、1份抗氧剂1010备用。
2、将热塑性弹性体、聚对苯二甲酸乙二酯和钙基膨润土混合，投入双螺杆挤出机258℃熔融挤出得到混合物I；将高密度聚乙烯、木质素磺酸钠、叔十二碳硫醇混合并搅拌30min，得到混合物II。
3、取混合物I、混合物II与酞酸酯、抗氧剂1010混合，加热至224℃搅拌20min，注塑成型得到病毒采样管。
对本对比例制作的病毒采样管进行性能检测：断裂强度3.82N/mm2、拉伸强度4.03N/mm2、透光率47.5％(GB/T 8804、GB/T 2410)；实际应用检测：高压灭菌重复投入使用，60次后测得断裂强度3.60N/mm2、拉伸强度3.79N/mm2、透光率46.1％(GB/T 8804、GB/T2410)。
综上，由实施例1-4制得病毒采样管样品检测数据可知，采用本发明原料及方法制得的病毒采样管满足运输安全、保存安全的基本要求，特别地，将本发明病毒采样管高压灭菌重复使用多次性能基本保持不变，证明本发明病毒采样管能够循环重复使用。比较本发明实施例1与对比例1病毒采样管检测结果可知，采用不同类型的热塑性弹性体TPO，制得的病毒采样管虽然具有较优的初始性能，但高压灭菌重复多次使用后性能急剧下降，显然不满足循环重复使用条件。比较本发明实施例1与对比例2病毒采样管检测结果可知，聚对苯二甲酸乙二酯对病毒采样管初始性能及循环使用性均有不同程度的影响。比较本发明实施例1与对比例3病毒采样管检测结果可知，采用不同苯乙烯/丁二烯比例的氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，制得的病毒采样管初始性能明显降低，虽然后续高压灭菌重复使用能够基本保持，但也无法满足病毒采样管的基本使用要求。
以上所描述的实施例仅表达了本发明的几种优选实施例，其描述较为具体和详细，但并不用于限制本发明。应当指出，对于本领域的技术人员来说，本发明还可以有各种变化和更改，凡在本发明的构思和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可循环使用的环保型病毒采样管，其特征在于，以重量份数计包括如下制备原料：
高密度聚乙烯25-45份、热塑性弹性体18-24份、聚对苯二甲酸乙二酯6-11份、木质素磺酸钠2-4份、钙基膨润土0.8-1.5份、叔十二碳硫醇1-2份、增塑剂2-5份、抗氧剂1-2份；
其中，所述热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体，具体为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯与丁二烯的质量比为(30-40)/65。
2.根据权利要求1所述一种可循环使用的环保型病毒采样管，其特征在于，所述病毒采样管包括如下制备原料：
高密度聚乙烯32份、热塑性弹性体22份、聚对苯二甲酸乙二酯8份、木质素磺酸钠3份、钙基膨润土1.1份、叔十二碳硫醇1.5份、增塑剂3.5份、抗氧剂1份。
3.根据权利要求1所述一种可循环使用的环保型病毒采样管，其特征在于，所述聚对苯二甲酸乙二酯的平均分子量为3500。
4.如权利要求1-3任一项所述可循环使用的环保型病毒采样管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按配方称取各原料备用；
2)将热塑性弹性体、聚对苯二甲酸乙二酯和钙基膨润土混合，投入双螺杆挤出机熔融挤出得到混合物I；
3)将高密度聚乙烯、木质素磺酸钠、叔十二碳硫醇混合搅拌30min，得到混合物II；
4)取混合物I、混合物II与增塑剂、抗氧剂混合，加热搅拌15-25min，注塑成型即得病毒采样管。
5.根据权利要求4所述可循环使用的环保型病毒采样管的制备方法，其特征在于，步骤2)所述双螺杆挤出机熔融温度为255-260℃。
6.根据权利要求4所述可循环使用的环保型病毒采样管的制备方法，其特征在于，步骤4)加热搅拌温度为215-230℃。
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