聚乙烯分类及其医疗产品应用
一、PE分类及其物理特性
聚乙烯(polyethylene ,简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙燃塑料由乙烯单体聚合而成。以聚乙烯树脂为基材,添加成型加工用少量抗氧剂、爽滑剂等塑料助剂后造粒而成的塑料称为聚乙烯塑料,它是一种应用最普遍的塑料。聚乙烯有多种,通常按工业化出现的年代来分有1939年工业化的代聚乙烯,即高压法聚乙烯(低密度聚乙烯)、1953年工业化的第二代聚乙烯即低压法聚乙烯(高密度聚乙烯)、1977年工业化的第三代聚乙烯即线性低密度聚乙烯(LLDPE)、1984年工业化的第四代聚乙烯即超低密度聚乙烯(VLDPE)、1958年工业化的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和20世纪90年代出现的茂金属聚乙烯(MPE)。严格说来上述聚乙烯在生产过程中,有的添加了少量的4碳或8碳的α烯烃作为共聚单体,但由于α烯烃使用量很少,故保持了聚乙烯的部分特性。
表1 PE种类及其物理特性表
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LDPE |
PE |
HDPE |
密度g/cm3 |
0.91~0.94 |
0.94~0.97 |
0.96~0.98 |
熔点℃ |
105~115 |
105~125 |
120~140 |
热变形温度℃ |
80~100 |
80~110 |
120~140 |
耐热性℃ |
60 |
60~85 |
~100 |
硬度D |
<60 |
50~60 |
60~70 |
拉伸强度MPa |
2~8 |
5~10 |
10~25 |
抗压强度MPa |
10~20 |
15~30 |
20~50 |
粘接性能 |
粘接性能不佳,一般需要表面预处理 |
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本色 |
浅白色,呈透明至半透明 |
白色,呈透明至半透明 |
深白色,呈半透明至不透明 |
着色 |
均可添加颜色剂或着色 |
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二、成型工艺
LDPE的成型工艺主要有吹塑成型、挤出成型和注塑成型(大多数工程塑料的成型工艺)。吹塑成型是一种适用于生产薄膜和薄壁容器的成型工艺。在这种工艺中,LDPE熔融的材料被压入吹塑模具中,随后通过一个内部压缩空气注入,使材料填满整个模具。挤出成型是一种适用于生产管道、管材、波纹管和弯曲件的成型工艺。在这种工艺中,LDPE熔融的材料被推入挤出机中,通过挤压将材料填满模具,最后冷却固化。注塑成型是一种利用压力将熔融的塑料注入模具中,当塑料冷却固化后,从模具中取出形成所需的塑料制品。总体而言,成型过程相对简单,生产效率高。PE和LDPE的经济性好于HDPE,经济性一般取决于多个因素,如生产过程、加工的复杂程度、原材料价格和需求量等。
三、应用场景举例
(1)LDPE
优异特性:良好的防潮、防氧化性能,良好的灵活性、耐腐蚀性、柔韧性、密封性和透明度以及生物相容性。
医疗产品应用示例:注射器、输液管的管道材料、血管造影中的导管、医疗导管、医疗容器、医疗包装等(废物袋、隔离袋、保鲜膜、血管夹、吸痰器、消毒袋、氧气管、注射器、输液管、血液分离器、手术布、手术毯等)。
(2)PE
优异特性:良好的透明和耐磨性。
医疗产品应用示例:用于制造医疗设备的外壳、手术隔膜和隔膜注射器、药品包装和医疗器械包装等
(3)HDPE
优异特性:高强度、高耐热性、耐腐蚀性。
医疗产品应用示例:塑料管、导管、注射器、抗生素瓶、手术刀片、镊子、抽吸器、医疗椅、治疗器械、病床垫、穿刺器、抽血管等。
医疗器械种类繁多,用途各异,故对于医疗器械研发与生产型企业而言,需要根据具体的产品临床应用场景来甄选与之对应的材质。
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