Что относится к полимерным материалам: Что такое полимерные материалы, их свойства и применение?

alexxlab | 04.01.2023 | 0 | Разное

Полимерные материалы | Электротехника

К полимерным материалам, получаемым синтетическим (химическим) путем, относятся синтетические смолы, каучуки и резины, волокна и пластические массы, некоторые клеи, лаки, краски, замазки и герметики. Название свое полимерные материалы получили от исходного химического соединения (мономера), используемого для синтеза полимера, с приставкой «поли». Например, из этилена (мономера) образуется полиэтилен, из стирола — полистирол, из хлорвинила — полихлорвинил и т. д.

Полимерные материалы в основном подразделяют на три группы: термопласты, слоистые пластики и пластические массы.

Термопласты. Структура термопластов не изменяется при нагревании, вызывающем переход из твердого состояния в пластическое, поэтому их можно неоднократно перерабатывать. К этой группе относят полиэтилен, полипропилен, поливи-нилхлорид, полистирол, полиформальдегид, полиакрилаты, полиамиды, фторосодер-жащие (фторопласт 3 и фторопласт 4) и др. За исключением фторопластов, все другие термопласты поддаются сварке и склейке. Реактопласты — это полимеры, которые под действием температуры сначала переходят в пластическое, а затем в твердое неплавкое и нерастворимое состояние. При повторном нагревании такие полимеры не переходят в пластическое состояние, а остаются твердыми и при дальнейшем повышении температуры разлагаются. К этой группе относятся фенопласты, аминопласты, анилинопласты, эпоксидопласты, силиконопласты, уретано-пласты и др.

Слоистые пластики. В эту группу входит большое число материалов, состоящих из листовых волокнистых наполнителей и полимеров, пропитывающих наполнителей и составов, склеивающих отдельные листы в многослойные пластики. Слоистые пластики используют, главным образом, для производства листовых электроизоляционных материалов различных размеров и толщины, а также изделий со сложной конфигурацией поверхности. К этой группе относят гетинакс, текстолит, асбестотекстолит, древеснослоистые пластинки и др.

Гетинакс изготовляют из бумаги и бакелита. Бумагу покрывают слоем бакелитового лака, складывают в несколько слоев и прессуют под высоким давлением при повышенной температуре. Под влиянием нагрева бакелит переходит в неплавкое и нерастворимое состояние. При этом получают твердый и прочный листовой материал с высокими изоляционными свойствами, который хорошо подвергается механической обработке (режется, пилится и сверлится). Гетинакс находит широкое применение при изготовлении деталей электрических аппаратов, требующих надежной изоляции и прочности (изоляционных стоек и пр.).

Текстолит изготовляют подобно гетинаксу, но основанием служит не бумага, а ткань. Текстолит еще более прочен, чем гетинакс. Некоторые его показатели (например, износоустойчивость при трении) выше, чем у металлов, поэтому в ряде случаев текстолит применяют для изготовления таких деталей, как шестерни, вкладыши и т. д.

Особо высокими нагревостойкостью и изоляционными свойствами обладает стеклотекстолит, изготовленный на основе стеклянной ткани.

Для изготовления печатных плат электронной аппаратуры применяют фольги-рованный гетинакс и стеклотекстолит. Это слоистые пластики, облицованные с одной или двух сторон медной оксидированной фольгой, наносимой при прессовании собранных пакетов пропитанной бумаги или стеклоткани с применением клея. В некоторых случаях используется хромированная фольга или никелевая фольга.

Пластические массы. Материалы, изготовляемые на основе синтетических и природных .полимеров, называют пластическими массами, причем полимер определяет их основные свойства. В состав пластмассы, кроме полимеров, входят наполнители, пластификаторы, красители и стабилизаторы.

Наполнители существенно влияют на диэлектрические свойства, водопоглоще-ние и теплостойкость пластмассы. Они бывают органического и минерального происхождения. По своей структуре наполнители могут быть порошкообразные (древесная мука, кварцевая мука, слюда, каолин, тальк, графит, металлические порошки, сажа и пр. ), волокнистые (асбест, древесная крошка, мелкокрошенная бумага, очесы хлопка, стеклянное волокно и др.) и листовые или слоистые (бумага, древесный шпон, хлопчатобумажная ткань, стеклянные и асбестовые ткани).

Пластификаторы придают большую эластичность пластмассам, увеличивают их относительное удлинение и снижают временное сопротивление разрыву. Красители дают возможность получить необходимую окраску пластмассы и декоративный вид. Стабилизаторы сохраняют требуемые свойства пластмассы в процессе эксплуатации, предохраняя ее от разложения под влиянием тепла и солнца.

В ряде случаев пластмасса изготовляется из чистого полимера без каких-либо наполнителей. К числу их принадлежат: органическое небьющееся стекло (поли-метилметакрилат), винипласт (листовой материал из хлорвинила), полиэтилен, полистирол, полиамиды и пр. В этих случаях понятия пластмассы и полимера одинаковы. Пластмассы изготовляют в особых формах путем прессования при большом давлении и высокой температуре. При этом получаются совершенно готовые, не требующие дальнейшей обработки изделия. Если в пластмассовых изделиях должны быть укреплены детали из других материалов (например, металлические шпильки, втулки и т. д.), то их запрессовывают при изготовлении деталей.

Из изоляционных пластмасс наибольшее распространение получили винипласт (пластмасса из хлорвинила), гетинакс (спрессованная бумага, пропитанная фено-пластовыми смолами) и стеклотекстолит (стеклянная ткань, пропитанная синтетическими смолами) и пр. Их изготовляют в виде листов, цилиндров и фасонных изделий.

Использование полимеров в строительной промышленности | Санитарный надзор | Основные направления деятельности

         Полимерные материалы стали использоваться в строительной отрасли нашей страны с середины прошлого века. С начала с 90-х годов, разнообразные полимерные строительные материалы стремительно освоили Российский рынок. Полимерами называют химические вещества, исходным сырьем которых является попутный газ при добыче нефти. Полимеры широко используются при производстве ковровых покрытий, линолеума, ламината, пластиковых панелей, виниловых обоев, утеплителей и так далее. Боле того полимеры добавляются к традиционным строительным материалам для улучшения их свойств, таким как цемент, и штукатурные смеси. К достоинствам полимерных материалов относится легкость, износостойкость, упругость, низкая теплопроводность, а самое главное возможность удешевить строительство, не снижая его качества. При этом, практика использования полимерных строительных и отделочных материалов показывает ряд их существенных недостатков, основным из которых является сложные превращения полимеров (полимеризация и деполимеризация) под воздействием температуры, кислорода воздуха, влажности и как следствие, миграция химических веществ в воздух жилого или иного помещения. Также, существенным недостатком полимерных строительных материалов является выделение едкого, удушливого дыма при тлении и горении, что приводит к увеличению жертв, при пожарах. Таким образом, вопрос безопасности полимерных строительных и отделочных материалов является в настоящее время актуальным. 

         Основными законодательными актами в области санитарно – эпидеиологического благополучия населения на территории Российской Федерации являются Закон РФ «О санитарно – эпидемиологическом благополучии населения» №52-ФЗ от 30. 03.1999г, Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.2.729-99 «Полимерные и полимерсодержащие строительные материалы, изделия и конструкции. Гигиенические требования безопасности». 
         Гигиеническими требованиями к полимерным строительным материалам являются следующие: 
         – полимерные материалы не должны создавать в помещении специфического запаха, превышающего допустимую ному; не должны ухудшать микроклимат помещения, стимулировать развитие микрофлоры; выделять в окружающую среду химические вещества 1 класса опасности. 

         Учитывая важность обращения на рынке безопасных строительных материалов, с целью выполнения поручения Правительства Российской Федерации и приказа Федеральной службы Роспотребнадзора №49 от 27.01.2015 по оценке потенциальной опасности химического воздействия строительных материалов Управлением Роспотребнадзора по Воронежской области в период с 27.01.2015-по 31.03.2015 организованы и проведены по всей области исследования образцов строительных и отделочных материалов в рамках внеплановых надзорных мероприятий объектов торговли.

Всего проведено 263 исследования образцов, из них 105 исследований на токсикологические показатели (специфический запах, фенол, формальдегид, аммиак, метанол, гидрохлорид, толуол, ксилол, бутилацетат, метилметакрилат, дибутилфталат, диоктилфталат, акрилонитрил, этиленгликоль, изопропиловый спирт) и 158 исследований на удельную эффективную активность естественных (прирордных) радионуклидов. С учетом гигиенических критериев для проведения токсикологических исследований отбирались образцы отделочных материалов, которые в помещениях покрывают наибольшую площадь: ламинированное напольное покрытие на основе древесно-волокнистых плит, покрытия напольные поливинилхлоридные (линолиум), покрытия напольные ковровые. Для проведения исследований на удельную эффективную активность естественных радионуклидов отбирались строительные материалы, в состав которых входят природные наполнители: сухие гипсовые штукатурки, шпатлевки, цементы, универсальные смеси, гипсы. По результатам исследований строительных и отделочных материалов превышений гигиенических нормативов не выявлено.  
         Таким образом, проведенные исследования проб строительных материалов показали их соответствие гигиеническим нормативам и безопасность применения по назначению, при этом необходимо соблюдать все требованию по применению установленные изготовителем и указанные на упаковке или в сопроводительной документации.

Версия для печати

Какие существуют типы полимерных материалов?

`;

Промышленность

Факт проверен

М. Кайо

Дата последнего изменения: 04 ноября 2022 г.

Различные типы полимерных материалов включают такие вещества, как пластмассы и эластомеры. Полимерные материалы могут быть превращены в биоразлагаемую пену, возобновляемые пластмассы и даже съедобные пленки и покрытия. Существуют также полимеры с памятью формы (SMP) и сегнетоэлектрические полимеры. Некоторые полимерные материалы были разработаны для использования в автомобильных крыльях, одежде и медицинских целях. Полимеры появляются в предметах повседневного обихода, таких как кувшины для молока, шины, медицинское оборудование и пищевые покрытия.

Полимерные материалы с памятью или памятью формы способны трансформироваться из жесткого и твердого пластика в эластичный полимер и обратно снова и снова без разрушения материала.

Когда применяется тепло и полимер поднимается до определенной температуры перехода, материал переходит из жесткого в гибкий, а затем обратно, когда полимер охлаждается. Изменения формы также могут быть вызваны электрическим током, магнитным полем и даже светом. Самый известный тип SMP, используемых сегодня, встречается в шлемах и изоляционных пенопластах, которые расширяются при повышении температуры, повышая изоляционную эффективность окна. Некоторые SMP являются биоразлагаемыми и разрабатываются для использования в качестве сосудистых стентов, систем доставки лекарств, хирургических нитей и для регенерации тканей.

Сегнетоэлектрические полимеры обладают уникальной способностью передавать тепло при воздействии электрического поля. Эти полимерные материалы имеют дезорганизованную молекулярную структуру с беспорядочно расположенными молекулами. При подаче электричества эта случайная структура становится организованной, и полимер отдает тепло, становясь холоднее. При отключении тока полимерные материалы поглощают тепло. Этот новый материал может устранить компрессоры, змеевики и токсичные газы, используемые в холодильниках и кондиционерах, а также может быть использован в защитном снаряжении для пожарных, для обогрева детских варежек и в печатных платах для охлаждения компонентов.

Полимерные материалы производятся из сырья или из переработанного содержимого после потребления, хотя процесс, необходимый для регенерации и переработки полимерных материалов, может быть не таким рентабельным, как переработка стекла и металла. Все пластмассы считаются полимерами, но не все полимеры считаются пластмассами. Термопластичные полимеры можно нагревать и формовать снова и снова, что делает их идеальным материалом для вторичной переработки. Однако термореактивные полимеры изменяют свою молекулярную структуру при нагревании и не могут быть переформованы, что затрудняет их переработку и повторное использование.

Вам также может понравиться

Рекомендуется

КАК ПОКАЗАНО НА:

Введение в полимерные материалы для медицинских устройств

Эрик Р. Джордж, доктор философии, ERG Polymers LLC

Этот краткий обзор служит введением в полезность полимерных материалов, используемых в здравоохранении и медицинских устройствах (MD) . Обсуждаются некоторая терминология и номенклатура, обычно используемые для описания полимеров, а также процесс выбора материала. Представлены структура и химический состав полимера, относящиеся к конкретным требованиям применения МД.

Полимеры представляют собой макромолекулы, которые варьируются от биополимеров (полученных из природных источников, таких как белки и целлюлоза) до синтетических товарных, инженерных и высокоэффективных полимеров, используемых в медицинских устройствах, а также в бытовых товарах, автомобилях и аэрокосмических приложениях, и это лишь некоторые из них. . Полимеры можно в широком смысле классифицировать как термопласты или термореактивные материалы, что означает, что они становятся пластичными или затвердевают (затвердевают) при изменении температуры соответственно. Основное внимание здесь уделяется термопластам, но есть и пример термореактивного материала. Полимеры преимущественно изготавливаются из мономеров, полученных в нефтехимической промышленности, включая этилен, пропилен, стирол, терефталевую кислоту, этиленоксид, капролактам, адипиновую кислоту и гексаметилендиамин.

Единственными действительно «устойчивыми» полимерами являются биополимеры или полимеры, произведенные из 100% экологически чистых мономеров. Биоразлагаемые полимеры предназначены для разрушения после использования, чтобы предотвратить загрязнение пластиком. Медицинские полимеры — это любые полимеры, используемые в медицине или здравоохранении. Наконец, биорезорбируемые полимеры относятся к полимерам, имплантированным в организм, которые могут безопасно всасываться, метаболизироваться и выводиться из организма без каких-либо побочных эффектов у пациента. Термореактивные материалы, как правило, не являются биоразлагаемыми или биорассасывающимися, и только некоторые термопласты являются таковыми.

Коммерческий успех полимеров в медицинских устройствах начинается с удовлетворения требований клиентов: пациентов, врачей, производителей оригинального оборудования (OEM) и переработчиков. Компонент, полученный из полимера, чаще всего будет интегрирован и собран с другими компонентами, включая электронные детали. Четыре этапа производства медицинских изделий, связанных с полимерами, начиная с клиента (в соответствии с методологией «Шесть сигм») включают:

1. Окончательное функционирование медицинского устройства
2. Стерилизация и сборка компонентов
3. Изготовление полимерных изделий литьем под давлением, литьем под давлением, 3D-печатью или экструзией
4. Полимеризация мономеров и упаковка сырых гранул (термопласты) или производство конечной части при полимеризации (термореакторы).

Компания, объединяющая все четыре шага, называется вертикально интегрированной. Полная вертикальная интеграция встречается редко, но примерами могут служить отдельные компании по производству контактных линз. В некоторых случаях (вопросы ответственности могут ограничить сотрудничество, особенно в отношении имплантатов сроком более 30 дней), производитель полимерного сырья будет работать с производителями и конечным OEM-производителем заранее и внедрять методологию «Разработка для шести сигм», чтобы увеличить шансы на успех с максимальным качеством и производительность.

Некоторые требования к медицинским полимерам включают стерилизуемость, биосовместимость, технологичность, совместимость с жидкостями и оптимальный баланс механических свойств, адаптированный для данного применения. Три основных типа стерилизации — автоклавная (паровая, тепловая и стерилизация под давлением), окись этилена и гамма-облучение. ¹ Метод стерилизации является основным фактором при выборе полимера. Гидролитическая, растворяющая и радиационная стойкость требуются соответственно для трех методов.

Редко, когда в рамках НИОКР разрабатывается новая структура полимера, поскольку доступно множество вариантов химических и полимерных смесей. Тем не менее, для имплантируемых, биорезорбируемых, рентгеноконтрастных приложений существует значительная академическая, государственная и коммерческая поддержка, чтобы с нетерпением ждать новых и уникальных химических веществ. ^2–4

Классы полимеров

Медицинские полимеры можно разделить на три класса (хотя границы между классами могут стать «размытыми»), от самых низких по стоимости и характеристикам до самых высоких по стоимости и характеристикам: (1) товарные, (2) инженерные и (3) высокоэффективные (традиционно высокотемпературные) полимеры. ⁵ Хотя это и не входит в рамки данной статьи, на конечные свойства полимера может существенно повлиять молекулярная масса (длина полимерных цепей) и условия обработки. Например, при литье под давлением на продолжительность цикла и давление впрыска влияет молекулярная масса, а степень кристалличности и анизотропия детали могут варьироваться в зависимости от условий обработки, которые могут влиять на стойкость к растворителям (стерилизуемость) и размерную стабильность детали соответственно.

Товарные полимеры

Первым вариантом для OEM-производителей является проверка товарных полимеров на соответствие требованиям их применения. Примерами являются полипропилен, поливинилхлорид, полиэтилен, терполимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС), некоторые полиамиды и сложные полиэфиры. Они обеспечивают экономию масштаба и более низкую стоимость для таких применений, как трубки, простые контейнеры для жидкостей, шприцы, корпуса для оборудования, маски и материалы для халатов.

Полиолефины, такие как полиэтилен (PE) и полипропилен (PP), имеют полностью углеродные полимерные цепи с полностью водородными боковыми группами для полиэтилена и чередующимися метильными группами для полипропилена. Они производятся путем полимеризации с ростом цепи.

      

Гибкие основы и симметрия позволяют получать высококристаллические непрозрачные материалы с хорошей стойкостью к растворителям и гидрофобностью. Полиэтилен низкой плотности (LDPE) производится методом свободнорадикальной полимеризации. Катализаторы координации металлов приводят к получению высококристаллического полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). Полимеризация (PP) может быть достигнута только с помощью координационных катализаторов металлов. Выбор катализатора может привести к синдиотактическому или изотактическому полипропилену как высокому кристаллическому материалу с более высокой температурой плавления, чем полиэтилен.

Поливинилхлорид (ПВХ) экономичен, прозрачен и демонстрирует хороший баланс механических свойств. Замена метильной группы в ПП на хлор приводит к ПВХ. Для приемлемых условий переработки требуются пластификаторы. Выщелачивание этих пластификаторов должно быть полностью понято и охарактеризовано для каждого применения в MD.

Акрилонитрил-бутадиен-стирольные (АБС) полимеры демонстрируют отличный баланс механических свойств и устойчивости к растворителям, обусловленный балансом свойств трех мономеров. АБС находится на стыке товарных и технических полимеров наряду с полиэтилентерефталатом (ПЭТФ). ⁵

Технические полимеры

Необработанные технические смолы включают поликарбонат, полибутилентерефталат, некоторые полиамиды (нейлон 46), полифениленоксид, полиацеталь и алифатические поликетоны. Все они, как правило, характеризуются улучшенной термической, износостойкостью, электрической стойкостью и стойкостью к растворителям, а также более высокими температурами плавления и/или температурами стеклования по сравнению с обычными смолами. ⁵ Полимолочная кислота, недавно появившаяся на рынке инженерных полимеров, обладает уникальной биорезорбируемостью. ⁶

Ступенчатая полимеризация (также называемая конденсационной полимеризацией) в области инженерных термопластов коммерчески доминирует над полиэфирами, полиамидами и поликарбонатами. Они полимеризуются при стехиометрических соотношениях дикислот и диолов, дикислот и диаминов, а также бисфенола А (БФА) и фосгена соответственно. Эти полимеры и их смеси используются в корпусах гемодиализных мембран, корпусах оборудования для МД, прозрачной медицинской упаковке и т. д.

Полиэфиры

Что касается полиэфиров, двумя коммерчески успешными полимерами являются полиэтилентерефталат (ПЭТФ) и полибутилентерефталат (ПБТ). ПЭТ используется преимущественно в емкостях для напитков, а также в качестве слоев, соприкасающихся с кожей, в недавних носимых датчиках для тестирования в местах оказания медицинской помощи (POCT) и во многих других приложениях. ⁷ ПБТ является более гибким из-за того, что в его основе содержится вдвое больше углерода, что обеспечивает высокую кристалличность, хорошую жесткость и прочность. Полиэфиры имеют более высокие температуры стеклования и плавления, чем ПЭ и ПП. Ароматическое кольцо и полярность сложноэфирных групп являются шагами к более высоким техническим характеристикам.

     

Полиамиды

В полиамидах, особенно в нейлоне 6 и нейлоне 66, амидные группы приводят к прочным межцепочечным водородным связям и гидрофильности, что сопровождается более высокими температурами плавления, высоким модулем и прочностью на растяжение. Это обеспечивает повышенную жесткость и прочность корпусов MD, а также более высокие рабочие температуры для внутренних компонентов устройства рядом с электроникой. Хотя гидрофильность и водопоглощение минимальны, это может привести к изменению размеров и потере свойств при стерилизации в автоклаве.

Более высокое содержание углерода в основной цепи, например, в нейлоне 11 и нейлоне 12, приводит к более низкому водопоглощению, но также к более низким температурам плавления. Это позиционирует этот материал с более низким водопоглощением для улучшения стабильности размеров и потенциальной автоклавной стерилизации.

Поликарбонаты

Для поликарбоната характерна более высокая степень ароматичности и отсутствие симметрии, что приводит к минимальной кристалличности, прозрачности, высокой степени стеклования и хорошей размерной стабильности. Эти свойства приводят к применениям MD, таким как прозрачные резервуары и корпуса (гемодиализные мембраны), и они также используются в оксигенаторах крови и устройствах для введения жидкостей (внутривенные соединители, клапаны, элементы управления, запорные краны, катетеры, шприцы). ⁸ Модификации ПК приводят к повышению устойчивости к стерилизации, устойчивости к липидам и радиационной стерилизации. ⁹ ПК обычно используется в качестве замены стекла в очках, компакт-дисках и в качестве важной части полимерных смесей с ПБТ и АБС, которые используются в корпусах оборудования MD.

Силиконы

Силиконы представляют собой еще один уникальный класс полимеров, поскольку они обладают максимальной проницаемостью для кислорода, гибкостью, электроизоляцией, биосовместимостью и прозрачностью. Доминирующий химический состав силиконов основан на полидиметилсилоксане (ПДМС) с множеством вариантов сомономеров. Силиконы часто полимеризуются путем нагревания и фотоинициируемой свободнорадикальной полимеризации. Приложения включают контактные линзы, медицинские трубки, грудные имплантаты и пустышки, и это лишь некоторые из них. ^10,11 Силиконы представляют собой термореактивные материалы, которые чаще всего перерабатываются с помощью литья под давлением или литья под давлением, что означает, что реакция происходит во время процесса.

Высокоэффективные полимеры

Высокоэффективные полимеры демонстрируют некоторое сочетание высокого модуля, температуры плавления (более 250°C) и температуры стеклования (более 120°C), биосовместимости, электрической изоляции и низкой – поверхности трения. Высоким модулем и термостойкостью обладают поликетоны с высоким содержанием ароматических соединений, полисульфоны, полиарилаты, полиамиды и жидкокристаллические полимеры (LCP). Полиэфирэфиркетоны (PEEK) быстро находят применение в таких областях, как ортопедия и спинальные имплантаты, а также в насосах, поршнях, уплотнениях и т. д. в наружных устройствах. ¹² LCP недавно были реализованы в виде сетки внутри направляющих катетеров. Применения, изготовленные из термотропных жидкокристаллических полимеров, которые можно перерабатывать с помощью обычного литья под давлением и экструзии, все чаще используются в здравоохранении ¹³ и будут обсуждаться в следующей статье.

Фторполимеры

Фторполимеры отличаются высокими эксплуатационными характеристиками и уникальным профилем. Политетрафторэтилен (ПТФЭ), широко известный как тефлон, обладает лучшей в своем классе смазывающей способностью и низким коэффициентом трения. ПТФЭ, полученный путем экструзии твердотельной пасты ¹⁴ — это внутренний вкладыш в направляющие катетеры, уникальная разработка для облегчения доставки баллонных катетеров и стентов при коронарной ангиопластике. Франку Турвилю вручили престижную награду DuPont M.I. Премия «Уайти» Бро за заслуги в области фторполимеров «за его вклад в качестве первопроходца на рынке фторполимерных трубок». Для экструзии термопластов и литья под давлением были разработаны термопластичные фторполимеры, такие как поливинилиденфторид (ПВДФ) и фторированные сополимеры этилена/пропилена (ФЭП), которые демонстрируют превосходные механические свойства по сравнению с ПТФЭ. ¹⁵

Ароматические поликетоны

Для получения наилучших механических свойств и стойкости к растворителям в полимеры вводят высокий процент ароматических групп. PEEK плавится при температуре выше 300°C и имеет модуль более полумиллиона фунтов на квадратный дюйм. Включение эфирных групп обеспечивает гибкость основной цепи и термопластичный полимер.

Жидкокристаллические полимеры

Включение амидных групп и пара-замещение бензольных (ароматических) колец приводит к поли(парафенилентерефталамиду), более известному как кевларовое волокно, обладающему, возможно, самым высоким модулем и прочностью среди всех синтетических полимеров. на сегодняшний день. Однако кевлар нельзя перерабатывать обычным литьем под давлением и экструзией. Волокна, изготовленные из жидкокристаллических полимеров, находят применение в качестве сетчатого слоя, используемого в проводниковых катетерах.

Кевлар

Выбор правильных свойств полимера для вашего медицинского устройства

На приведенном ниже рисунке качественно показаны изменения свойств полимеров в сравнении со структурой, такие как введение межцепочечных водородных связей и ароматических колец. Это повышение механической и термической стойкости позволяет заменять металлические и жаростойкие корпуса медицинских устройств и т. д.

Таким образом, полимерные материалы играют решающую роль в функционировании и эффективности медицинских устройств. Их специфический химический состав в сочетании с тем, как молекулы связаны между собой (например, посредством сшивания и кристаллизации), определяют конечные свойства полимера. Многие полимеры могут быть функциональными для одного и того же компонента MD. Ответственность за выбор полимерной системы (с наименьшими затратами), которая преобразуется оптимально, чтобы превысить требования к сроку службы устройства, лежит на производителях полимеров, конвертерах и OEM-производителях MD. Индивидуальные свойства компонентов MD и время цикла конвертера могут быть оптимизированы и сведены к минимуму, соответственно, с помощью смесей полимеров. ¹⁶

Чтобы сосредоточиться на индивидуальных свойствах полимеров в MD, я сосредоточусь на следующих четырех областях применения в последующих статьях.

• Коронарная ангиопластика
• Тестирование в месте оказания медицинской помощи (POCT) и носимые устройства
• Применение в офтальмологии
• Доставка лекарств

Взаимосвязь структура-свойство для полиацеталей, смесей полимеров, армированных полимеров, термотропных жидкокристаллических полимеров, термопластичных эластомеров (ТЭП) и алифатических поликетонов будет обсуждаться более подробно. Это еще больше свяжет структуру полимера с его индивидуальными требованиями в медицинских устройствах.

Ссылки

1. J. Yin и S. Luan, «Возможности и проблемы для разработки полимерных биоматериалов и медицинских устройств», Regener. Биоматер. 3 (2), 129–135 (2016).
2. S.A. Stewart, et al., «Имплантируемые полимерные устройства для доставки лекарств: классификация, производство, материалы и клиническое применение», Polymers 10 , 1379 (2018).
3. Н. Куно и С. Фуджи, «Последние достижения в области систем доставки лекарств в глаза», стр. 9.0067 Полимеры 3 , 193–221 (2011).
4. Д.Л. Кроссли и др., «Постполимеризационное C-H борилирование донорно-акцепторных материалов дает высокоэффективные твердотельные излучатели ближнего инфракрасного диапазона для OLED ближнего ИК-диапазона и эффективной биологической визуализации», ACS Appl. Матер. Интерфейсы 9 , 28243 (2017 г.).
5. Дж. М. Марголис, изд. Инженерные термопласты: свойства и применение (CRC Press, 1985).
6. Р. К. Кулкарни и др., «Биоразлагаемые полимеры поли(молочной кислоты)», Ж. Биомед. Мат. Рез . 5 (3), 169–81 (1971).
7. М. Ву и Дж. Луо, «Применение носимых технологий в здравоохранении: обзор литературы», Online Journal of Nursing Informatics 23 (3), (2019).
8. Д.Г. ЛеГранд и Дж.Т. Бендлер, ред. Справочник по науке и технологии поликарбонатов (Марсель Деккер, 2000 г. ).
9. Поликарбонат: применение в медицине, https://www.thomasnet.com/articles/plastics-rubber/polycarbonate-medical.
10. Х.А. Liebhafsky, Силиконы под монограммой: история промышленных исследований (Wiley, 1978).
11. Г. Кернер, М. Шульце и Дж. Вейс, ред. Силиконы: химия и технология (CRC Press, 1991).
12. И.В. Панайотов, В. Орти, Ф. Куизинье и Дж. Ячух, «Полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) для медицинских применений», J. Mater. науч. Матер. Мед . 27 (7), 118 (2016).
13. Т.-С. Чанг, изд. Термотропные жидкокристаллические полимеры: тонкопленочная полимеризация, характеристика, смеси и применение (Technomic, 2001).
14. S. Ebnesajjad, Фторопласты Том 1: Фторопласты, не перерабатываемые в расплаве (Библиотека дизайна пластмасс, 2000).
15. S. Ebnesajjad, Фторопласты, том 2: Фторполимеры, перерабатываемые в расплаве (Библиотека дизайна пластмасс, 2003 г.).
16. Д.