Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Классификация полимерных материалов





 

Классификацию высокомолекуляр­ных соединений проводят по разным признакам (рис. 1.19):

Рис. 1.19. Классификация высокомолекулярных соединений

 

Такая множественная классификация не случайна – свойства полимеров, а значит, и их назначение определяются всеми перечисленными выше факторами.

Химическое строениеполимера определяет такие его свойства, как устойчивость к действию химических реагентов и растворите­лей, высоких температур, диэлектрические свойства. Вчастности, хорошо сопротивляются действию кислот и щелочей и обладают негорючестью полимеры, содержащие в мономере галоиды. Свето­стойкость материалов значительно повышается с введением в мак­ромолекулу фтора и групп —CN.

Молекулярная массаявляется важной характеристикой, сильно влияющей на свойства полимеров. С повышением средней молеку­лярной массы увеличиваются механическая прочность, твердость и эластичность, повышается химическая инертность к действию раз­личных реагентов, изменяются и другие свойства.

Характер связей между элементарными звеньями макромолекулоказывает влияние на свойства полимера. Так, карбоцепные полиме­ры, содержащие насыщенные углеродные связи, весьма устойчивы к действию кислот, щелочей и других агрессивных сред. Гетероцепные полимеры, содержащие сложные эфирные, ацетильные, алкидные связи, обладают меньшей химической стойкостью в кислотах и щелочах.

Форма макромолекулытакже влияет на свойства полимеров. Чем более вытянута и менее разветвлена макромолекула полимера, тем выше его вязкость, прочность и меньше растворимость.

Строение полимерасильно влияет на его свойства. В большин­стве своем полимеры имеют аморфную(стеклообразную) структу­ру. Однако некоторые линейные и редкосетчатые полимеры могут образовывать строго упорядоченные области, т.е. иметь частично кристаллическое строение, что приводит к повышению прочности, твердости, теплостойкости. В случае кристаллической структуры увеличивается межмолекулярное взаимодействие, но снижается гибкость молекул.



Метод полученияопределяет помимо основных свойств поли­мерного материала также наличие в материале посторонних при­месей в небольших количествах, которые могут мигрировать на поверхность изделия или вымываться из него в процессе исполь­зования.

В период формования изделий полимер находится в вязкотекучем или высокоэластичном состоянии, а при эксплуатации — в стеклообразном или кристаллическом состоянии. В зависимости от характера процессов, сопутствующих формованию изделий, по­лимерные материалы делят на реактопласты итермопласты. К числу реактопластов относят материалы, переработка в изделия которых сопровождается химической реакцией образования сетчатого по­лимера — отверждением; при этом полимер необратимо утрачивает способность переходить в вязкотекучее состояние (раствор или рас­плав). При формовании изделий из термопластов не происходит отверждения и материал в изделии сохраняет способность вновь переходить в вязкотекучее состояние.

 

Основные требования, предъявляемые к полимерам и материа­лам на их основе, используемым в производстве изделий медицинской техники:

1) необходимый комплекс физико-механических свойств, завися­щий от конкретного назначения материала;

2) повышенная химическая стойкость, обусловливающая стабиль­ность изделий под воздействием жидких сред, в том числе сте­рилизующих агентов (стерилизантов); минимальное содержание низкомолекулярных примесей, стабилизаторов, катализаторов и других технологических добавок; отсутствие запаха;

3) способность выдерживать тепловую (в том числе автоклавирование) и радиационную стерилизацию;

4) стабильность состава жидких медицинских препаратов, находя­щихся в контакте с полимерным материалом.

Поэтому из огромного числа известных сегодня полимеров вы­бирают для производства изделий медицинского назначения толь­ко те, которые:

1) не выделяют токсичных и канцерогенных веществ;

2) не травмируют живую ткань;

3) не вызывают свертывания крови и гемолиз;

4) не вызывают денатурацию белков и ферментов;

5) не нарушают электрический баланс;

6) не вызывают отклонения в системе метаболизма;

7) не подвергаются механическому разрушению под действием хи­мических веществ, входящих в состав живого организма, лекар­ственных препаратов, стерилизующих агентов;

8) не изменяют структуру поверхности;

9) не претерпевают существенных изменений под действием вне­шних факторов.

Особое значение имеет токсикологическая оценка полимерных материалов, применяемых в медицине в условиях непосредственно­го контакта с живым организмом. Это связано с тем, что в процессе переработки даже химически стойких полимеров они часто подвер­гаются воздействию температур, близких или превосходящих началь­ные температуры разложения этих полимеров. Продукты термичес­кой или термоокислительной деструкции могут присутствовать в материале в сорбированном виде и оказывать токсическое действие на организм, не связанное непосредственно с химической природой и структурой исходного полимера.

Потребительские свойства и области применения основных полимерных материалов, используемых в медицине представлены в таблице 1.5.

 

Таблица 1.5 – Потребительные свойства и область применения основных полимерных материалов, используемых в медицине.

Название Потребительные свойства Применение
Целлюлоза Легко гидролизуется. Образует эластичные плен­ки Полупроницаемые мембраны для гемодиализаторов, упа­ковочные материалы, оправы для очков
Натуральный каучук Высокая эластичность Температура стеклования -70°С Трубчатые изделия: катете­ры, зонды, трубки для пере­ливания крови и т.д. Полупродукты для латекса и резины (изделия тонкостен­ные)
Полиэтилен Морозостойкость до -80°С Стерилизация – ионизирующим излучением Устойчив к дезрастворам Упаковочные материалы, липкие пленки, катетеры, дренажные устройства, ир­ригационные устройства; опорные пластины для полу­проницаемых мембран, в гемодиализаторах, гемооксигенаторах; присоединитель­ные элементы; шприц-тюбики, капельницы; лабо­раторная посуда
Полипропилен Высокие физико-механи­ческие и теплофизические свойства. Стоек к минераль­ным и растительным мас­лам, сохраняет форму до t=150°С. Можно стерилизо­вать паром под давлением Шприцы одноразового ис­пользования, детали и узлы аппаратуры для гемодиализа и оксигенации, упаковочные материалы, протезы сосудов
Полистирол Высокая химическая стойкость, низкое водопоглощение, легко склеивается, не­растворим в алифатических углеводородах Лабораторная посуда, кор­пусные и другие конструк­ционные элементы приборов и аппаратов, шприцы одно­разового использования, детали медицинских инст­рументов
Поливинил-хлорид Ограниченно растворим в кетонах, сложных эфирах, хлорированных углеводоро­дах; устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей Катетеры, зонды, бужи, дре­нажные устройства, системы взятия и переливания крови. Кровепроводящие магистра­ли, оправы для очков и др.
Фторопласт Превосходит по химической стойкости платину, кварц, графит и все синтетические материалы. Не вызывает свертывания крови Интервал температур экс­плуатации от -196 до 130-190 °С Сердечно-сосудистые кате­теры, интравенозные каню­ли, детали и узлы аппарату­ры для внепочечного очищения крови, вспомогательного кровообращения. Лабора­торная посуда, предметы ухода за больными, крове­носные сосуды, ленты для пластики связок и сухожи­лий и т.п.
Полиамиды Стойкость к истиранию, прочность при разрыве Детали и узлы медицинских приборов и аппаратов, лабо­раторная посуда, оправы для очков, канюли переходные, нити хирургические (капрон, найлон)
Поли-4-метил-1-пентен Легкий, прозрачный, проч­ный. Выдерживает 400 цик­лов стерилизации; до 104 °С паровой стерилизации) Антикоррозийные покрытия для химической аппаратуры и труб. Шприцы, детали и узлы ин­галяторов, корпусные эле­менты для датчиков прямого замера давления крови, лабораторная посуда (колбы, пипетки, переходники и др.)
Полиэтиленте­ре­фто­лат (лавсан) Устойчив к действию мик­роорганизмов Блистерная упаковка меди­цинских инструментов, нити хирургические, синтетиче­ские кровеносные сосуды, исходный материал для им­плантантов.
Полиакрилаты и полиметакрелаты Твердые полимеры темпера­тура плавления 190 °С, пропускают 42% света, стойки к воде, щелочам, маслам, жирам, углеводоро­дам Оптические системы эндо­скопов, конструкционные элементы других медицин­ских приборов и аппаратов, контактные линзы, очковые линзы, капельницы к систе­мам для переливания крови, прочные стекла.
Поликарбонаты Ударо- и температуростойки. Повышенная прозрач­ность. Изделия из поликар­боната могут быть много­кратно простерилизованы паром под давлением при температуре 132 °С, однако после 100 циклов физико-механические свойства полимера значительно ухудшаются. Малотоксич­ный полимер Шприцы многократного использования, детали и узлы медицинских приборов и аппаратов, лабораторная посуда, протезно-ортопеди­ческие изделия.
Полиуретан Стойкий к гидролизу. Стоек к истиранию. Температура плавления 150-200°С Детали и узлы к аппаратуре экстракорпорального крово­обращения, внутриаортальные балонные катетеры
Полиоргано­силок­са­ны Не вызывает свертывания крови. Отсутствие запаха. Физиологическая инерт­ность Мембраны оксигенаторов, урологические катетеры, де­тали шприцев, катетеры, трубки, детали и узлы меди­цинских приборов и аппаратов, искусственные клапаны сердца

 









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


©2015- 2019 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.