橡胶密封制品技术讲座

从应用角度看，丁基橡胶、氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶之间的选择取决于最终使用者需要的清洁度、材料成本和加工技术要求。如：①密封装有药剂的玻璃瓶橡胶瓶塞用溴化丁基橡胶最理想；②我国规定自1995年7月1日起，国内所有制药企业生产粉针剂时，必须使用药用丁基橡胶抗生素瓶塞密封包装，聚代天然橡胶抗生素瓶塞；③抗生素瓶塞主要是用专门开发的2045M丁基橡胶或它与1675M丁基橡胶并用制造成直接经济损失的，而密封血浆和血代用品瓶塞则用丁基橡胶和氯化丁橡胶并用胶制造；④用于接触蛋白质的注射器塞子用溴化丁基橡胶作为主体材料。
一、热塑性弹性体 热塑性弹性体（Thermoplastic Elastomer，简称TPE）是指在高温下能塑化成型，在常温下又能显示橡胶弹性的一类材料。这类材料兼有热塑性塑料易加工成型的工艺特征和硫化橡胶的橡胶状弹性性能。 热塑性弹性体是近20年来受人关注而获得迅速发展的一种高分子合成材料。不论何种热塑性弹性体，其分子结构均由“软段”和“硬段”两部分组成。所谓“软段”是指柔软的线型长分子链，它使TPE具有一定的弹性形变；“硬段”是指较短的刚性链，它使TPE具有一定的刚性和耐热性。所以也可以说热塑性弹性体是介于硫化橡胶和热塑性塑料之间的一种高分子材料。按高分子的结构特征分类，国际上目前已开发应用的热塑性弹性体主要有：聚苯乙烯系TPE（TPS）、聚烯烃系TPE（TPO）、聚氯乙烯系TPE（TPVC）、聚氨酯系TPE（TPU）、聚酯系TPE（TPEE）、聚酰胺系TPE（TPAE）。热塑性弹性体的世界消费理很大，1997年超过100万吨，此后每年以5%以上的速率增长。其中包括了其在医疗卫生领域及工业领域的大量应用。下面介绍一下热塑性弹性体在医疗卫生领域的应用情况及发展动向。 1．聚苯乙烯系热塑性弹性体（TPS） 苯乙烯类TPE的典型代表是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS以及SBS中的丁二烯经过加氢后生成的、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物SEBS。SBS以及SEBS相对密度低，硬度可在30~75（邵尔A）之间调节，透明性好，着色性能优异。SBS与SEBS之间最大差异在于老化性能，双键经加氢后生成的SEBS耐老化性能良好。另外，SEBS的耐化学药品性能优良。此外，鉴于容易灭菌、无需交联剂、毒性低等原因，可以说其作为医用材料的性能是优异的。用途有：血袋、婴儿用奶嘴、各种医用插管、医用软管、医用密封件、手套、手术衣等。 已开发出用聚硅氧烷改性的SEBS嵌段共聚物。这种材料具有良好的透明性，伸长永久变形也有改良。由于无需油及增塑剂等配合剂，溶出性低。而助由于表面已被改性，生物相容性优异。作为制品的应用例有泵管、垫片、密封件、奶瓶用奶嘴、带束、导管等。 其他方面，为了改善生物相容性，对SEBS浇注膜表面用甲基丙烯酸羟乙酯辐射接枝共聚后，以李·怀特法作凝血试验的结果，其凝血时间与聚甲基丙烯酸羟乙酯等同，改进效果明显。 2．聚酯系热塑性弹性体（TPEE） TPEE是一种共聚型的聚酯，其分子内兼有结晶性的硬质聚酯部分（硬段）和非结晶性的软质聚酯或聚醚部分（软段）。它兼具橡胶的柔软性、弹性和热塑性塑料的刚性、易加工性。TPEE具有机械强度高、弹性好、抗冲击、耐用消费品蠕变、耐寒、耐弯曲疲劳性、耐油、耐化学药品和溶剂侵蚀性能优良的特性，其他用温度范围宽（-70~200℃），耐热性能高于其他热塑性弹性体。其缺点是硬度高于一般橡胶、手感差、耐热水及强酸性较差。近年来通过改性、高性能化和高功能化研究技术的开发，TPEE的综合性能已有很大程度改善。 共聚型聚酯弹性体（COPE）最初是由杜邦公司开发的，商品名称为Hytrel。随后，陆续开发了Riteflex、Ecdel、Lomod等商品。 COPE不含增塑剂，因而溶出性低，而且通过树脂的组成和硬度的调节，呈现各种不同的蒸汽透过性。COPE用于制造要求碳氢化合物透过性低的各种软管。近来，鉴于其高蒸汽透过性，也用于制造高性能呼吸膜（0.0178mm）。该薄膜用于敷料贴片的例子。该贴片含药物的敷料，敷贴在皮肤上使用。基片部分使用该薄膜，药物包含在胶黏剂内分散于液体介质中。此外，COPE也用于制造医用手术巾和手术室便服。 1．聚酰胺系热塑性弹性体（TPAE） TPAE是通过嵌段共聚的方法使有充分长的硬链段和软链段在同一分子链内交替组合。其中硬链段为聚酰胺（PA），如PA6、PA11、PA12、PA66等，软链段为聚醚或聚酯。 TPAE是一种新型热塑性弹性，于1979年首先由德国Huls公司开发成功并商品化。TPAE是一种新型热塑性弹性，具有韧性好、耐磨、加工成型性好等特点，并具有橡胶与塑料的一些优点。 TPAE的价格较高，限制了其开发及应用，但因其物理、化学性能优良，可采用注射、挤出、吹塑及旋转模塑工艺成型加工，并可填充复合改性，适应各种功能性用途。表面在医疗卫生领域，可用于制备医用胶管、导尿管等。 目前世界上生产TPAE的主要厂家有：德国Huls公司、大日本酰胺、大日本油墨、法国ATO化学公司、美国Upjohn公司等。 4．聚烯烃系热塑弹性体（TPO）与热固性橡胶相比，其最大优越在于既避免了效联剂的毒性和高温交联历程中的不利因素，又省却了添加多种加工助剂，价格低廉、密封性好、溶出物少，因此，它不仅具有更高的安全可靠性，而且从成本和性能方面都能与硅橡胶和聚氨酯相比拟。 5．其他热塑性弹性体 某些反式结构二烯类弹性体具有高结晶性，因而呈现热塑性，在医疗卫生领域的应用主要表现在以下几方面：①反式-1，4-聚异戊二烯橡胶浸入80℃热水或用热风吹拂，即能软化而随意塑形，冷却后即硬化，故可作为夹板，用于骨折、扭挫后的新颖医用整形固定材料；②美国Shell公司开发的一种称为Kraton G的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，适用于特殊医学领域，如；针头、塞子、血袋、滴管球和插管等。这种材料不仅具有橡胶的一般特性，而且具有较好的张力和透明度；③1，2-聚丁二烯具有透明性好、韧性好的特点，使用于食品和医用制品时生物安生性高,可用于制备医用胶管;④乙烯-乙酸乙烯酯具有TPE的许多特点，它具有韧性好、透明度高、低温韧性优异、耐环境应力龟裂性高的优点，可用于制备婴儿用的奶瓶奶嘴、一次性外科手术用手套及麻醉用导管；⑤J-Von公司开发的软TPO合金，可用于医用覆盖物。