通常,医用级 PP 材料要满足《YY/T 0242−2007医用级聚丙烯的安全标准》中对紫外吸光度的要求。但在很多应用中,纯PP的性能往往无法满足该标准,必须通过改性才能实现。
PP 材料一般采用加热熔融挤出等工序进行改性,容易发生热分解、熔体流动速率变大、产品变黄、力学性能变差等问题,因此一般会加入抗氧剂,以延缓或阻止加工对材料性能的影响。
有人将均聚PP与共聚PP进行共混,分别测试了其在辐射灭菌与湿热灭菌作用下的性能变化。
测试发现,2种灭菌方法均能增大共混PP材料的弯曲强度、拉伸强度和弯曲模量,但降低了其冲击强度,其中质量比为7:3和9:1的共混聚丙烯的综合性能,经2种灭菌方式处理后,均能达到医用聚丙烯材料的标准要求。
随着医用PP输液瓶材料逐渐成为主流材料,必将产生越来越多的废旧医用PP 材料。另外,随着全球经济社会的发展,能源的供需矛盾不断加深,废旧医用 PP 材料的原材料会出现供应不足。随着人们对生态环境保护及资源高效可持续利用的重视,回收再生利用技术的研发会越来越受到重视。
医用PP材料回收与利用的研究现状
近几年,国家资源短缺成为了一个重大战略问题,根据中国物资再生协会(CRRA)的技术规范和标准要求,废旧医用PP输液瓶材料逐渐成为制造医用PP输液瓶的主要材料。其方法一般有直接利用和改性再利用两种。
直接利用就是把未经处理的废旧医用PP料通过清洗、烘干、粉碎等方式,转换为有实用价值的产品;改性再利用就是将废旧医用PP料采用物理或化学方法进行改性,使其具备原有的性能,以达到再利用标准要求的一种方法。
改性后的再生医用PP材料,其力学性能显著增强,具有较高的附加值,可用于制作高端 PP 塑料制品。目前主要有3种改性方法,分别是填充改性、共混改性和混杂复合改性。
填充改性是在PP材料的加工过程中,在基体中填充无机材料,或者将PP材料粉碎后,通过填充方法制备PP复合材料。
纤维素或者无机填料颗粒等分子会阻碍PP分子链的运动,从而影响其晶型、 结晶度、分子链间的作用力、玻璃化转变温度与注塑工艺条件等。填充改性在降低成本的同时增强了PP材料在某些方面的力学性能。
共混改性是通过挤出机等设备,按照一定的工艺参数,把2种或2种以上性能匹配的聚合物材料进行混合,通过不同聚合物之间结构-性质的互补性和协同作用,增强PP材料的某些性能或某种性能。
共混改性可显著增强医用PP材料的透明性、 低温脆性、抗静电性和着色性等性能。近年来聚合物材料的共混改性研究的发展速度飞快,已成为众多研发人员与工程技术人员的研究热点。
只用一种填料与废旧医用PP材料混合,得到 的复合PP材料往往只能提升其在某一方面的性能, 而对其他方面性能的增强有限,甚至是顾此失彼。
为了增强医用复合PP材料的韧性,加入弹性体和 成核剂等添加物,可以调控医用复合PP材料的强度与韧性等力学性质,使之呈现均衡性。这种方法可制备性能优良的PP/弹性体/无机刚性粒子类型的多元医用复合PP材料。
医用 PP管,来源:bing
目前,医用PP材料再利用方面的研究大多还处于无序或者低层次加工状态,技术还比较单一,再生废旧医用PP材料的附加价值普遍偏低,回收再利用问题还没有得到人们的足够重视。
普通PP材料的透明性和卫生性能等达不到生产医用PP制品的要求标准,应受到限制。为使PP材料达到医用标准的要求,必须对PP材料进行改性。
医用PP专用料必须具有生物兼容性和医学功能性2种基本性能。此外还应当具有相应的力学性能和加工性能,并能经受环氧乙烷(EO)的消毒处理等。
当前,国内外的研究者对医用聚丙烯性能的研究还很少,我国在医用聚丙烯领域经过近50 年的发展探索,在一次性医药器械如一次性注射器、输血、输液管等方面,有了相应的聚丙烯产品和《YY/T 0242−2007医用级聚丙烯安全标准》,国外则已经广泛应用在了包装材料、实验室器具、高端医疗器材等领域。