常见医用塑料品种的介绍-

1、常见医用塑料品种的介绍与玻璃和金属材料相比，塑料的主要特点：成本较低，可以不必消毒重复使用，适合用作一次性医疗器械的生产原 料； 加工简单，利用其塑性可以加工成各种各样有用的结构，而金属和玻璃 很难制造成复杂结构的制品；坚韧，富有弹性，不象玻璃那样易破碎；具有良好的化学惰性和生物XX。这些性能优势使塑料在医疗器材中具有广泛应用，主要包括聚氯乙烯 （PVC）聚乙烯（PE、聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚碳酸酯（PC）、ABS聚氨 酯、聚酰胺、热塑性弹性体、聚砜和聚醚醚酮等。共混可以改善塑料的性能， 使不同树脂的最佳性能体现出来，如聚碳酸酯 /ABS聚丙烯/弹性体等共混改 性。一般的塑料合成以后，

2、从大石化厂的合成塔出来，都是面粉状的粉末，不 能用来直接生产产品，这就是人们常说的从树汁中提取出脂的成份是一样的， 也称为树脂，也叫粉料，这是一种纯净的塑料，它流动性差，热稳定性低，易 老化分解，不耐环境老化。人们为了改善以上缺陷，在树脂粉中加入热稳定剂、抗老化剂、抗紫外光 剂、增塑剂等，经过造粒改性，增加它的流动性，生产出适应各种加工工艺 的、有特殊性能的、不同牌号的塑料品种。所以，同一种塑料品种有很多牌 号，按照加工方法来分，有注塑级的，有挤出级的，有吹膜级的；按照性能来 分，有高刚性的，有增韧的，等等。医疗器械厂家普遍使用的塑料材料都是经 过改性可以直接使用的塑料颗粒。对于市场中没有的具

3、有特殊性能的产品，器 械厂可以引进造粒生产线，通过不同的配方设计，加工生产塑料颗粒。由于要与药液接触或与人体接触，医用塑料的基本要求是具有化学稳定性 和生物安全性。简单来说，塑料材料中的组成成分不能析出进入药液或人体， 不会引起组织器官的毒性和损伤，对人体是无毒无害的。为了确保医用塑料的生物安全性，通常在市面销售的医用塑料都是通过医疗权威部门的认证和检 测，并且明确告知使用者哪些牌号是医疗级的。美国的医用塑料通常会通过 FDA认证和USP V生物检测，我国医疗级的塑 料通常经过山东医疗器械检测中心的检测。目前国内还有相当一部分医用塑料 材料未经严格意义上的生物安全认证，但随着法规的逐渐健全，这

4、些情况会越 来越改善。根据器械制品的结构和强度要求，我们来选择合适的塑料类型和恰当的牌 号，并确定材料的加工工艺。这些性能包括加工性能、力学强度、使用成本、 装配方式、可灭菌性等。现将常用的几种医用塑料加工性能和物理化学性能进 行介绍。1. 聚氯乙烯 PVC2. 聚乙烯 PE3. 聚丙烯 PP4. 聚苯乙烯(PS和K树脂5. ABS6. 聚碳酸酯 PC7. 聚四氟乙烯 PTFE1聚氯乙烯 (PVC， Polyvinyl chloride)PVC是世界上产量最大的塑料品种之一。PVC树脂为白色或浅黄色粉末，纯PVC属无规立构，硬而脆，很少应用。根据不同的用途可以加入不同的添加 齐腹使PVC塑件呈

5、现不同的物理性能和力学性能。在 PVC树脂中加入适量的增 塑剂，就可制成多种硬质、软质和透明制品。硬PVC不含或含有少量的增塑剂，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性 能，可单独用作结构材料。软 PVC含有较多的增塑剂，它的柔软性、断裂伸长 率、耐寒性增加，但脆性、硬度、抗拉强度降低。纯PVC的密度为1.4g/cm3，加入了增塑剂和填料等的 PVC塑件的密度一般在1.15 2.00g/cm3范围内。据市场估计，医用塑料产品大约 25%是PVC主要是由于该树脂的成本较 低、应用范围广阔、及其易加工。医学应用的PVC产品有：血液透析管路、呼吸面罩、吸氧管等。加工工艺条件：可以注塑、挤出、吹膜、压延。

6、通常不需要干燥处理。熔化温度：170-200OC,模具温度：20-50OC注射压力：可大到1500bar,保压压力：可大到lOOObar。注射速度：为避免材料降解，一般要用相当低的注射速度。主要性能特点：PVC材料是一种非结晶性材料，能溶于环已酮和四氢咲喃等有机溶剂。 所以通常使用环己酮来粘接 PVC部件。PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、染色剂等添加剂。铅钡添加物是PVC最有效的热稳定剂，但禁止用在医疗上，钙锌添加物 常常作为医用级PVC的稳定剂。邻苯二甲酸盐（DEHP作为医用PVC的增塑剂，这种增塑剂的析出会对人 体造成毒害，已引起欧洲和北美卫生组织的关注，我国药监部门也开始注

7、意这 个问题。PVC热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出氯化氢气体，使PVC变色。应用温度范围较窄，一般在-15-5OC之间。PVC的收缩率较低，一般为0.2-0.6%。PVC为极性材料，容易与一些极性药物发生吸附。软质PVC膜可使用高频焊接加工成袋子，如袋式输液器、尿袋。2. 聚乙烯（PE Polyethylene）聚乙烯塑料是塑料工业中产量最大的品种，乳白色，无味、无臭和无毒的 光泽性蜡状颗粒。其特点是价格便宜，性能较好，可广泛地应用于工业、农 业、包装及日常工业中，在塑料工业中占有举足轻重的地位。PE主要包括低密度聚乙烯（LDPE、高密度聚乙烯（HDPE以及超高分子 量的聚乙烯（UH

8、DPE等品种。HDPE的高分子链上支链较少，相对分子质量、 结晶度和密度较高，硬度和强度较大，不透明性差，熔点较高，常用于注塑 件。LDPE带有许多支链，因而相对分子质量较小，结晶度和密度较低，具有较 好的柔软性、耐冲击及透明性，常用于吹膜，是目前广泛使用的PVC可选的替代品。也可以根据使用性能要求将 HDPE和LDPE两种材料混合使用。UHDPE具 有较高的冲击强度、低摩擦性、耐应力开裂性和较好的吸能特性，使之成为人 造臀、膝盖和肩部连接器的理想材料。加工工艺条件：干燥：吸水性小，一般不需要干燥，熔化温度 170-260OC,模具温度20-40OC注 射压力：最大可到1500bar,保压压力

9、：最大可到750bar，注射速度：建议使用快速注射速度。流道和浇口：可以使用各种类型的流道和浇口。LDPE特别适合于使用热流道模具。主要性能特点：PE制件最显著的特点是成型收缩率大，易产生缩水和变形。PE的加工温度范围很宽，不易分解（分解温度约为300C），其加工温度为 180220C较好，若注射压力大 制品密度则高，收缩率较小。PE流动性中等，保压时间需较长，并保持模温的恒定（4070C ）。PE的结晶 程度和成型工艺条件有关，它有较高的凝固温度模温低，结晶度就低。成型过程中，料温和模温偏高一些为宜，注射压力在保证制件质量的前提下 应尽量偏低。与PP相同，PE为非极性材料，不易粘合，药物吸附

10、量小，不能采用高频 焊接加工成袋，要使用热合工艺进行焊接。3. 聚丙烯（PP, polypropylene）聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更轻。PP是一种性能优良的热塑性塑料，具有比重小（0.9g/cm3）、无毒、易加工、抗冲击、抗挠曲性等优点。在日常生活中具有广泛的 应用，包括编织袋、薄膜、周转箱、电线蔽护材料、玩具、汽车保险杆、纤 维、洗衣机等医用PP具有较高的透明度、较好阻隔性和耐辐射性，使其在医疗设备和包 装业上具有广泛的应用。以 PP为主体的Non-PVC材料是目前广泛使用的PVC材 料的替代品。加工工艺条件：可以注塑、挤出、吹塑或者制成薄膜干燥处理：吸水性

11、低，不需要干燥处理。熔化温度：220-270OC,注意不要超过275oC。模具温度：40-80oC,建议 使用50oG注射压力：可大到1800bar,注射速度：使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那 么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口：对于冷流道，典型的流道直径范围是 4-7mm。建议使用通体为圆形的注入 口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的 浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。主要性能特点：PP是一种半结晶性材料，熔点高

12、，耐热性好、能在100 以上的温度下进行消毒灭菌。屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度及弹性比聚乙烯（PE）要高。均聚PP的脆性较大，与乙烯合成的无规则共聚 PP具有较好的韧性和更 强的抗冲击强度。通常在低温条件下使用的产品，要尽量选用共聚PP,或加入热塑性橡胶的方法对PP进行改性，增加其柔韧性和低温耐冲击性能。Non-PVC大输液袋就是共聚PP和弹性体共混改性材料制成。在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。PP制品不易粘合，在粘接前需要处理，并要使用特别的粘接剂，器械厂 使用的环己酮不能满足要求。着色性差，收缩率大（一般为1.6-2.5%），耐烧性差，容易着火PP为非极性材

13、料，对药物的吸附量较低。PP膜通常采用热合方法焊接成袋，其加工工艺要比高频焊接PVC袋的工艺复杂。Non-PVC大输液袋是使用全自动设备来生产的，确保工艺稳定和质量可 靠。4. 聚苯乙烯（Polystyrene, PS和K树脂PS是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种，通常作单组分塑料进行 加工和应用，主要特点是质轻、透明、易染色，成型加工性能良好，所以广泛 应用于日用塑料、电器零件、光学仪器及文教用品。质地硬而脆，有较高的热 膨胀系数，因此，限制了它在工程上的应用。近几十年来，发展了改性聚苯乙 烯和以苯乙烯为基体的共聚物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点。K树脂就是其中的一种。K树脂是由苯

14、乙烯与丁二烯共聚而成，它是无定型聚合物，透明、无味、无 毒、密度为1.01g/cm3左右（比PS AS的低），耐冲击性能比PS高，透明性（8090%） 好，热变形温度为77C, K料中含有丁二烯成分的多少，其硬度亦不同，由于K料 的流动性好，加工温度范围较宽，所以其加工性能良好。在日常生活中的主要用途包括杯子、盖子、瓶、化妆品包装、衣架、玩 具、PVC的代用料制品、食品包装及医药包装用品等。加工工艺特点：通过采用注塑加工，一般不进行挤管、吹膜K料的吸水性低，加工前可不用干燥，如果K料长时间在湿度大的环境中敞 开式存放，则需干燥（65oC以下）流动性好易于加工，其加工温度范围较宽，一般为1702

15、50oC之间。o K 料在高于260C时若熔料在料筒中停留时间长（20分钟以上）,会引致热降解，影响 其透明度，甚至会变色变脆宜用 低压、中速、中温”的条件成型，模具温度宜在 2060oC之间较厚的制品，取出后可放入水中冷却，以得到均匀冷却，避免出现空洞现象. 主要性能特点：极高的透明性和表面光泽性收缩率低（0.40.7%）K树脂，与普通PS相比，具有优越的韧性。对于一些厚度较大的样品，K树脂仍会存在引力开裂的问题，使用前需要仔细选择牌号。但耐热性低，热变形温度一般在 70 -98 只能在不高的温度下使用。耐化学性较差，易受油、酸、碱及活性强的有机溶剂侵蚀.5. ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯

16、共聚物(Acrylonitrile ButadieneStyre necopolymers)ABS具有一定的刚性、硬度、耐冲击和耐化学性能、耐辐射和耐环氧乙烷 消毒。ABS在医疗上的应用主要用作外科工具、滚筒夹子、塑料针、工具盒、诊 断器件和助听器外壳，特别是一些大型医疗设备的外壳。加工工艺条件：在医疗方面，ABS通常采用注塑方法加工，很少有吹膜和挤管应用。干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80-90C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度：210-280OC;建议温度：245oG模具温度：25-70oG(模具温度将影响塑件光洁度，温度较

17、低则导致光 洁度较低)。注射压力：500-1000bar,注射速度：中高速度。主要性能特点：ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。这三种组分的各 自特性，使得ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使 ABS有良好的耐化学腐 蚀性及表面硬度，丁二烯使 ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性12 / 12ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可 以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。ABS材料具有超强的易加工性，良好的外观特性，低蠕变性和优异的尺 寸稳定性。各种ABS材料都易于接受常用的二次加工处理，如机加工、粘合、紧

18、 固、电镀、涂漆、超声波焊接。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强 度、硬度和一定的耐磨性。具有良好的耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性，水、无机盐、碱、 酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶 于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。6. 聚碳酸酯(PC, Polycarbonate)PC的典型特性是韧性、强度、刚性和耐热蒸汽消毒，这些特点使得PC优先选择成为血液渗析过滤器、外科工具柄和氧气罐(当在外科心脏手术中，这 种仪器可以去除血液中的二氧化碳，增加氧气)；PC在医学上的应用还包括无针注射体系、灌注仪器、血液离心机碗和

19、活塞。利用其高透明性能，通常的近 视眼镜是PC做成的。加工工艺条件：在医疗领域，PC多采用注塑，很少挤管和吹膜。干燥处理：PC材料具有吸湿性，加工前的干燥很重要。建议干燥条件为100OG00到160C, 3-4小时。加工前的湿度必须小于0.02%。熔化温度：260-340G 模具温度：70-120OG注射压力:尽可能地使用高注射压力。注射速度：对于较小的浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使用高速注射。主要性能特点：PC是一种非结晶工程材料，具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、透明 性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC的冲击强度非常高，并且收缩率较低，一般为0.4% 0.8%，尺寸稳定性好。PC有很好的机械特性和耐高温性能。抗蠕变、耐磨、耐热、耐寒，脆化 温度在-100C以下，长期工作温度达120C。成型零件可达到很好的尺寸精度，并在很宽的温度范围内保持其尺寸的 稳定性。但流动特性较差，加工温度高（300oC以上），注塑过程较困难。成本较高，其价格为PE、PP