Классификация неметаллических материалов

К неметаллическим материалам можно отнести материалы как органического, так и неорганического происхождения. Классификация неметаллических материалов по этому принципу приведена на рис 1.18.

Рис. 1.18. Классификация неметаллических материалов

К числу наиболее часто используемых в здравоохранении неорганических материалов относятся силикатные материалы (стекло, фарфор, фаянс) и минералы; из органических материалов — полимеры на основе различных олигомеров или высокомолекулярных соединений.

Классификацию высокомолекулярных соединений с точки зрения их потребительных свойств целесообразно проводить по: происхождению, методу получения, строению полимерной цепи, составу основной цепи, форме макромолекул, электрическим свойствам, отношению к температуре и по назначению.

Силикаты — соли кремневых кислот. Роль катионов в силикатах играют преимущественно элементы 2-го, 3-го и 4-го периодов периодической системы Д.И.Менделеева. В природе они широко представлены минералами, входящими в состав горных пород — полевой шпат (алюмосиликат), кварц (диоксид кремния) и др. В медицине чаще всего используют силикатные материалы, полученные из кварцевого песка и глины. К силикатным материалам относятся керамика и стекло. Изделия медицинские из стекла в основном представлены в 94 классе К-ОКП в подклассе 946000 «Изделия медицинские из стекла и полимерных материалов.

Керамика — изделия и материалы, изготовляемые соответствующей обработкой глиняного сырья с последующим обжигом отформованного и высушенного полуфабриката. При спекании или обжиге отщепляется кристаллизационная вода, что придает изделиям повышенную химическую, механическую и термическую стойкость. В состав керамических материалов входят каолин, пластичная глина, кварцевый песок, полевой шпат.

Различают два вида материалов из керамики фарфор и фаянс, которые существенно отличаются по своим потребительным свойствам. В табл. 1.4 представлены основные отличительные особенности фарфора и фаянса.

В медицине керамика используется для изготовления санитарно-технических изделий, предметов ухода за больными (судна подкладные, поильники и др.), аптечной и лабораторной посуды (стаканы, кружки, тигли, чашки для выпаривания и др.), при зубопротезировании и изготовлении деталей диагностической аппаратуры (пьезокерамика). При производстве эндопротезов (кости, межпозвоночные диски, роговица, клапан сердца) используется корундовая керамика (в основе — до 99% оксида алюминия). Достоинствами корундовой керамики являются высокая механическая прочность, биоинертность (отсутствие токсичности, аллергенности, травмирующего и раздражающего действия), гемосовместимость, устойчивость к высокотемпературной стерилизации, высокая технологичность.

Стекло — это переохлажденные вещества, получаемые из жидких расплавов неорганических соединений и их смесей. Из стекла изготавливают лабораторную посуду, тару для упаковки, хранения и транспортировки ЛС, очковые линзы, элементы обычной и волоконной оптики для оптических и медицинских изделий, термометры и другие изделия

Основой стекол являются стеклообразующие оксиды, по которым стекла разделяют на: силикатные (Si0₂), алюмосиликатные (AL₂0₃ и Si0₂), боросиликатные (В₂0₃ и Si0₂), алюмоборосиликатные (А1₂0₃ В₂0₃,Si0₂), борофторалюмосиликатные (В₂0₃, А1₂0₃, F и Si0₂), алюмофосфатные (А1₂0₃ и Р₂0₅), силикотитановые (Si0₂ и ТiO₂), силикоциркониевые (Si0₂ и Zr0₂) и др.

По назначению стекла классифицируют на химически стойкие, термостойкие, электровакуумные, электрические, оптические и специальные (в том числе медицинские).

Медицинское стекло (согласно ГОСТ 19808-86) изготовляется следующих марок:

Потребительные свойства медицинских стекол определяются их химическим составом. Медицинское стекло проверяют на термостойкость, водостойкость, щелочестойкость, а химико-лабораторное – дополнительно на кислотостойкость.

В изделиях из натурального стекла не допускаются крупные пузырьки и капилляры, грубая свиль (прозрачные нитевидные включения, обнаруживаемые невооруженным глазом) и инородные включения. Изделия должны выдерживать испытание на термостойкость с температурным перепадом в 120 °С. Изменения рН при действии пара под давлением не должен превышать 0,6.

В изделиях из щелочного стекла не допускаются крупные и продавливающиеся пузыри, шамотные включения и грубая, ощутимая рукой свиль. Они должны выдерживать испытание на термостойкость с температурным перепадом в 100 °С, должны быть химически стойкими: изменения рН при действии пара под давлением не должен превышать 3,5.

Оптическое стекло — это стекло, используемое для изготовления очковых линз и оптических элементов медицинских приборов.

Оптическое стекло в зависимости от химического состава подразделяется на бесцветное или с нормальным светопропусканием и фотохромное. Оптическое стекло с нормальным светопропусканием имеет следующий состав (в %):

· 72 Si0₂; 8,15 В₂0₃; 1,35 СаО; 0,45 MgO; 7,2 Na₂0; 10,45 К₂0; 0,20 As₂0₃ (тип стекла — крон);

· 47 Si0₂; 46,40 РЬО; 6,35 К₂0); 0,20 As₂0₃ (тип стекла - флинт).

Варьируя состав, можно получить стекло с различным коэффициентом преломления — от 1,47 (легкий крон) до 1,755 (тяжелый флинт).

Оптическое стекло с пониженным светопропусканием в своем составе содержит различные красители СаО, NiO, FeO, Fe₂0₃ и др., что дает возможность получать различную степень поглощения видимых лучей. Так, солнцезащитные очковые стекла изготовляются с коэффициентом пропускания от 10 до 80% (коэффициент пропускания указывает, какая часть в процентах светового потока, падающего на стекло, пропускается им).

Стекло фотохромное обладает способностью темнеть при облучении ультрафиолетовым или коротковолновым видимым светом и просветляется при прекращении облучения.

Фотохромные свойства стекла связаны с наличием в составе стекла светочувствительных добавок: галогенидов серебра, кадмия, меди, вольфраматов и молибдатов серебра, ионов редкоземельных элементов (европия, церия, эрбия, иттербия). При облучении таких стекол происходит фотолитическая диссоциация галогенидов серебра и образование центров окрашивания из частиц коллоидного серебра.

Оптическое стекло должно быть однородным, голубоватого цвета. Зеленоватый оттенок характерен для стекла пониженного качества. Строго регламентируется наличие пузырей, например, в центральной зоне очковой линзы не допускаются пузыри диаметром более 0,15 мм. Количество пузырей должно быть не более трех при расстоянии между ними не менее 5 мм.

Достоинством всех видов стекол является их способность к многократному переплаву без изменения свойств.

Широкое применение в настоящее время в медицине полимерных материалов определяется их высокими потребительскими свойствами, в том числе более низкой стоимостью по сравнению с изделиями из металлов и их сплавов и способностью относительно легко перерабатываться в случае использования их в качестве изделий одноразового пользования

В настоящее время наиболее широко используют искусственные или синтетические материалы, поскольку в процессе их производства можно влиять на свойства материалов, а следовательно, можно целенаправленно изменять потребительные свойства медицинских изделий.

В классификаторе ОКП органические материалы и изделия из них можно найти в 93 и 94 классах, а также в подгруппах некоторых классов, где они выделены как изделия медицинского назначения. Например: в 25 классе Продукция резинотехническая и асбестовая в подгруппе 25 1460 5 Изделия медицинские из латекса и клеев находится 8 видов продукции, которая входит в товары аптечного ассортимента — катетеры (25 1460 5), мешки (25 1460 5), напальчники медицинские (25 1460 5), перчатки анатомические (25 1460 5), перчатки хирургические (25 1460 5), средства предохранения (25 1460 5), соски-пустышки (25 1460 5), соски молочные (25 1460 5) и т.п.

К числу наиболее часто используемых органических материалов в медицине относятся полимерные материалы на основе различных олигомеров или высокомолекулярных соединений.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: