SE443366B - Materialkomposition omfattande poly-epsilonkaprolakton, cis-1,4-polydiolefin samt sampolymer av eten och akryl- eller metakrylsyra - Google Patents

Description

15 20 25 50 55 7901395-9 2 e Samma polymermaterial kan också beläggas på en textilbana, såsom ett bandage, och användas som ett bandagematerial som vidæen lätt uppvärmning kan förenas till en stark gjutformsliknande form.

Det har nu visat sig, att kompositioner som omfattar poly(ep- silon-kaprolakton), en huvudsakligen cis-1,4 polydiolefin och e- ventuellt en jonomer utgör överlägsna material för ortopedisk an- vändning, varmed avses användning av ark, film eller tapemateri- al för utformning av en spjäla, gjutform, omslutning eller stöd för att immobilisera eller för ortopediska ändamål på en människo- eller djurkropp. I Uppfinningen avser nya kompositioner med termoplastiska egen- skaper, vilka som polymermaterial omfattar från ca 70 till ca 80 víktdelar av en poly(epsilon-kaprolakton), från ca 5 till ca 20 viktdelar av en huvudsakligen cis-1,4 polydiolefin och från 0 till ca l0 viktdelar av en jonomer, varvid den totala mängden sådana polymera material uppgår till 100 viktdelar, och som fyllmedel från ca 10 till ca 30 viktprocent per 100 viktdelar polymermateri- al av kiseldioxid eller kalciumsilikat. Även om poly(epsilon-kaprolakton) utgör ett känt gjutformsma- terial, var det överraskande att kompositionerna enligt föreliggan- de uppfinning skulle vara lämpliga för ortopedisk användning och övervinna bristerna hos poly(epsilon-kaprolakton). Även om poly(ep- silon-kaprolakton) har en hög elasticitetsmodul och en hög böjhåll- fasthet, har den vid blandning med ett fyllmedel en tendens att bli inflexibel och ark av polymeren kan spricka eller brytas av, då de böjes i en stor vinkel. Polymeren förlorar sin hållfasthet mycket hastigt vid temperaturer över ca 50 OC och blir vid 60 OC helt mjuk, och mycket klíbbig vid dessa temperaturer. Polymeren uppvisar dessutom en mycket kort bearbetningstid, varvid bearbet- ningstiden är den tid under vilken polymeren är tillräckligt mjuk för att kunna formas utan att den är alltför mjuk och innan den hårdnat, så att den ej kan bearbetas. Vid uppvärmning över ca 50 OC förlorar på liknande sätt arkmaterialet sin hållfasthet hastigt och kan inte ens bära upp sin egen vikt. De huvudsakligen cis-1,4 polydiolefinerna utgör gummiliknande material Oßh här därför ínâfl termoplastiska egenskaper. Jonomererna är termoplastiska material som i allmänhet uppvisar en relativt hög mjukningstemperatur och därför ej lämpar sig att använda för ortopediska ändamål, därför att mjukningstemperaturen är så hög, att den skulle orsaka svâra_ obehag för den patient som erhållit en_sädan_gjutform.- I 10 20 25 7901395-9 3 Den poly(epsilon-kaprolakton) som användes enligt uppfinning- en är en polymer som omfattar huvudsakligen cykliska estermonn- merenheter med strukturen fo ~ (cn¿,)5 ~ p-fL-p » o vari p ej är mindre än 100 och ej större än na 3000. Polymeren är krístallin och har en relativt hög hallfasthet, är allmänt vit till utseendet och har en smältpunkt av ca 60 GC och ett reducerat viskositetsvärde av ca 0,5 :in ca m til/g Insam- i Iwnscn vid 30%, vid användning av er polymerkoncentration 0,2 g polymer per 100 ml bensen.

Den huvudsakligencis-1,0 polydiolefin som användes enligt upp- finningen är en polymer av en Cu eller C5 konjugerad díolefin, var- vid cis-l,H halten i polymeren är åtminstone ca 80 %, lämpligen minst ca 90 %, av dubbelbindningarna av polymeren. Exempel på lämp- liga sådana polymerer är cis-1,H polybutadien och både naturlig och syntetisk cis-1,4 polyisopren. Cis-l,H polybutadienen kan fram- ställas genom användning av t ex olika Ziegler-katalysatorer. Cis- l,ü isopren kan vara naturligt gummi eller ett syntetiskt material som framställs med hjälp av olika Ziegler-katalysatorer. Dessa gummin är väl kända inom tekniken.

Jonomererna är polymerer av ett omättat kolväte och en omåt- tad karboxylsyra som neutraliserats genom reaktion med en amin och/ eller en oorganisk bas. Typiska jonomerer är sampolymerer av e- ten och akryl- eller metakrylsyra som neutraliseratsgenom reak- tion med mono- eller di-valenta metalljoner, eller en blandning 1 därav, såsom natrium, litium eller kalcium. Karboxylsyranalten är normalt från ca 1 till ca 7 molprocent av sampolymeren. Jonomerer är väl kända inom tekniken, och som exempel på en handelsprodukt kan nämnas "SURLYN A" från du Pont.

Det fyllmedel som användes i kompositionerna enligt uppfin- ningen är kiseldioxid eller kalciumsílikat. Fyllmedlet har en ge- nomsnittlig partikelstorlek från ca 0,01 wntill ca 0,25 unoch är normalt en utfälld produkt. Fyllmedlet har lämpligen en genomsnitt- lig partikelstorlek från ca 0,01 till 0,1 mm Det var mycket oväntat, att polymerkomponenterna som användes l kompositionerna enligt uppfinningen skulle vara tíllrüwklígt kom- 10 15 mi 25 30 35 7901395-9 U binerbara för att kunna blandas samman utan att separera. Det var också mycket överraskande att finna att kompositionerna enligt uppfinningen vid blandning med fyllmedlet skulle ha den sammansätt- ning av egenskaper som påvisats.

Den mängd poly(epsilon-kaprilakton) som användes i kompositio- nen enligt uppfinningen är från ca 70 till ca 80 viktdelar. Mängden huvudsakligen cis-1,4 polydiolefin som användes í föreliggande k0m' positioner är från ca 5 till ca 20, lämpligen från ca 10 till ca 20, företrädesvis från 15 till 20 viktdelar. Den använda mängden jonomer är från O till ca 10 viktdelar, lämpligen från 5 till 10 viktdelar. Den totala mängden polymera komponenter är 100 viktde- lar. Mängden fyllmedel i föreliggande kompositioner är från ca 10 till ca 30, lämpligen från ca 15 till ca 25 viktdelar per 100 vikt- delar polymerkomponenter. Kompositionen kan också innehålla små mängder av andra komponenten såsom-från ca 0,5 till ca 2 viktdelar per 100 viktdelar polymera komponenter, av en eller flera polymer- stabilisatorer för en förbättrad långtidsåldring och ett eller fle- ra färgmedel, såsom ett skärt färgämne, av estetiska skäl.

Kompositionerna enligt föreliggande uppfinning framställes med hjälp av blandningsförfaranden av standardtyp. Blandningen kan ske i en gummikvarn eller i en mindre blandare, som drives vid höjd temperatur från ca 95 till ca lH9 OC. Dä blandningen är full- ständig, kyles blandningen till ca 38 OC till 52 OC och valsas till önskad tjocklek. Om så önskas, kan den formas ytterligare vid en temperatur av ca 121 till ca lü9 OC för formning av ark av spe- ciell storlek eller form eller för perforering av arken. Arktjock- leken kan vara från ca l mm till ca 7,5 mm. Arkmaterialet kan ock- så lätt bindas till en textilbana, såsom ett bandage, genom upp- värmningen i kontakt med textilbanan.

Kompositionerna enligt uppfinningen uppvisar en speciell sam- mansättning av egenskaper. Shore C hårdheten är normalt över ca 70, lämpligen över ca 75, upp till ca 90. Böjhällfastheten för kompositionerna är över ca 9,8 MPa, lämpligen över ca 12,3 MPa.

Böjmodulen för kompositionerna är i allmänhet över ca 29U MPa, lämpligen över ca 343 och företrädesvis över ca 392.MEa. Då arken 'av föreliggande kompositioner böjes vid rumstemperatur i ca 180 O sker ingen sprickbildning eller något brott. Vid värmning till ca 60 OC, såsom genom nedsänkning i vatten vid 60 °C, förlorar arken av föreliggande kompositioner ej all hållfasthet utan kan bära upp sin egen vikt utan att bågna , uppvisar god vidhäftning ark till 10 15 pzo 7901395-9 ark och kan lätt formas utan att vara klibblga. Det uppvärmda arket formas lätt i åtminstone tva till fem minuter ocksa under nedkylning till rumstemperatur.

Föreliggande uppfinning äskadliggöres genom följande exempel. Samtliga delar avser viktdelar, om ej annat anges.

Ekempel. som anges i tabell 1. Använd poly(epsilon-kaprolaktonl erhölls från Union Carbíde under beteckningen "PCL~700" (inget varu- märkel: naturgummit var blekt kräppgummi: trans-1,4-polyísopren erhölls från Polysar Limited som "TRANS~PlP" (ca 95 L trans- 1,4-haltl; polybutadienen erhölls från Polysar Limited som "TAKTENE 1220" (ca 97 % cis-1,4-halt) och kiseldioxiden (par- tikelstorlek ca 0,015 till 0,05 Pm) erhölls fran PPG som "HiSil". Böjhållfastheten och böjmodulen bestämdes enligt ASTMD-790-66 metod A, på böjstavar framställda enligt ASTMD-618-öl. Shore C hårdheten mättes enligt standardförfaran- Kompositioner framställdes med de sammansättningar den. Använd jonomer säljes under beteckningen "SURLYN A" LSURLYN är ett registrerat varumärke) och tillverkaren (du Pont) tillhandahåller inte någon ytterligare information avseende dess sammansättning. Kompositionerna 1-4 utgör kontroller som ligger utanför omfattningen av föreliggande uppfinning. Kompositionerna 5-12 utgör samtliga exempel enligt uppfinningen och visar lämp- lig hållfasthet och hårdhetsegenskaper och en god sammansättning av egenskaper vid 6006, vilket visar deras lämplighet att an~ vändas till ortopediska ändamal.

Gjutformar framställdes lätt av komposítionerna 5-12 genom värmning av ark av komposítionerna till 55-60OC, genom nedsänkning i vatten eller genom värmning i ugn, och lindning av de värmda arken runt en penna som exempel på en benfraktur och formníng av pennans konturer. En tillräcklig bearbetningstid erhölls för att forma och omforma materialet. Vid kylning hårdnade gjutformarna och utvecklade en sådan styvhet, att de ej kunde brytas utan att också den inneslutna pennan bröts sönder. 79013§5-9 mm .Evo 1-1 L(\ 'J L{\ LP- p» fll AA l L.) (M. mflpflflfix powm: .&.Q .EuD øæ www ma OH om ow :wa N.oH :.qfl u'\ lf: N ww .EuD Næ :mn ßfimfl om .x.= mfißßflflx umxuhe U man m«mH mm om om .x.= I .eps - Nm 1 mmm mmm onmfl >.NH mfl mm ON | 1 QOH Ow 1 m 1 fi_Hfiwnme hm | .e»D 1 wß | mmm flzß H.mH ~.=N md mm OCH I | OCH M N om wa» ~^@N ma oofi hm mpxnmaßw H .Ewa * * Hmwcmxpw muflcfimnuwz a» oo om ©fl> nwamxmcmmm 0 whoflw Awswnmm www Hzwoewwm mm: p@n@w@@fiHWßfi@m moamxmcmwm øflxofiøflwwfis _ mwsocow cwflflmusnmfiom. flßëswmzumz cwnQomflæfio@|z.H|mcmLB flcopxmfi |oLQmx|:oflflmmmv>Hom wcficupmmcmëëmm Q: coflufiwoaëom

Claims (4)

7901395-9 7 Qntentkrav

1. Materíalkomposition med termoplastiska egenskaper, k ä n n e t e c k n a d av att den såsom polymera material omfattar fran cirka 70 till cirka 80 viktdelar av en poly- (epsilon-kaprolnkton), som överväflande omfattar enheter med -í-o - (cnzls - 9% ' o p ej är mindre än 100 och ej större än cirka 3000, strukturen varl p från cirka 15 till cirka 20 viktdelar av en huvudsakligen cis-1,4-polydiolefín, som är en polymer av en C4- eller C5-konjugerad diolefin, vars cis-1,4-halt är minst cirka 80 %, och Fran cirka S till cirka 10 viktdclar av en jonomer, som är en sampolymer av eten och från cirka I till cirka 7 molprocent akryl- eller metakrylsyra, neutraliserad genom reaktion med mono- eller di-valenta metalljoner, varvid sum- man av sådana polymera material är 100 víktdelar, och såsom fyllmedel från cirka 10 till cirka 30 víktdelar, per 100 víkt~ delar polymera material, av en kiseldioxid eller kalciumsilíkat. Z.

2. Komposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att fyllmedlet är närvarande i en mängd från 15 till 25 viktdelar per 100 viktdelar polymera material och utgörs av kiseldioxid med en medelpartikelstorlek av från cirka 0,01 till 0,1 puh

3. komposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att cis-1,4-halten i 1,4-polydiolefínen är minst 90 %.

4. Komposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den föreligger i arkform.