CN106280342A - 一种适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料，以聚乳酸、聚丙烯、丁基橡胶为主要成分，通过加入木质素磺酸钙、2‑硫醇基苯骈咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亚麻酸、冰醋酸、木聚糖、蒙脱石粉、亚磷酸二乙酯、双硬脂酸铝、硼酸镁晶须、环氧大豆油辛酯、花青素、增塑剂、分散剂，辅以球磨、超声分散、高温搅拌、双螺杆挤出等工艺，使得制备而成的复合材料抗菌性能高，且具有相当的柔韧性，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。

Description

一种适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物医用材料领域，特别涉及一种适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。现在各种合成材料和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料，其制成产品已经被广泛地应用于临床和科研。生物材料应用广泛，品种很多，有不同的分类方法。通常是按材料属性分为：合成高分子材料（聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等）、天然高分子材料（如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等）、金属与合金材料（如钦金属及其合金等）、无机材料（生物活性陶瓷，羟基磷灰石等）、复合材料（碳纤维/ 聚合物、玻璃纤维/ 聚合物等）。其中高分子材料以其优良的性质、可靠的性能、方便的成型工艺在医疗领域获得了越来越广泛的应用。首先高分子材料具有良好的物理力学性能和化学稳定性，比较适合在医疗领域使用；其次高分子材料来源丰富、价格低廉，适合制成一次性医疗用品、避免了传统材料制品因价格高昂而不得不多次使用导致的消毒和交叉感染的问题；而且高分子材料具有或较容易改性得到良好的组织相容性、血液相容性制品；还有塑料加工方便，制作成本低，适合多种成型方式，便于加工成复杂的形状和开发新型医疗产品。
静脉输液应用于临床疾病治疗以来，输液产品包装随之快速发展，从传统的玻璃瓶、塑料瓶到目前的高分子材料软袋包装，彻底改变了传统的输液方式，使输液过程变得更安全。
然而，在实际使用过程中，这些高分子材料还都存在一些问题：例如抗菌性能不高、韧性较差。如何合理的配方得到一种抗菌性能高、韧性好的医用输液袋材料已成为现代医用材料的研究热点。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的复合材料，其抗菌性能优良，且具有相当的柔韧性，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料，由下列重量份的原料制成：聚乳酸50-60份、聚丙烯45-55份、丁基橡胶40-50份、木质素磺酸钙25-35份、2-硫醇基苯骈咪唑15-25份、辛烯基琥珀酸淀粉酯13-19份、亚麻酸12-16份、冰醋酸10-20份、木聚糖10-14份、蒙脱石粉6-8份、亚磷酸二乙酯6-8份、双硬脂酸铝5-7份、硼酸镁晶须4-6份、环氧大豆油辛酯2-4份、花青素1-3份、增塑剂3-5份、分散剂3-5份。
优选地，所述增塑剂为环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯中的任意一种。
优选地，所述分散剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚酰胺蜡中的任意一种。
所述适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将木质素磺酸钙、蒙脱石粉、双硬脂酸铝、硼酸镁晶须混合，加入到球磨机中，球磨成粒径低于8μm 的粉体，随后将混合粉体放入烘箱中于120-150℃条件下烘干，得到粉末状干混料；
（3）将聚乳酸、聚丙烯、丁基橡胶、2-硫醇基苯骈咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亚麻酸、冰醋酸、木聚糖、亚磷酸二乙酯、环氧大豆油辛酯置于混合搅拌机中，在40-60℃下搅拌40-60min，得到混合料，待冷却后转移到超声波分散器中，加入等质量的丙三醇，随后以10%的NaOH溶液调节pH至7.5-8.0，以25-30kHz的频率超声分散1-2h，得到超声处理混合料；
（4）将步骤（2）的粉末状干混料和步骤（3）的超声处理混合料置于高温反应釜中进行搅拌，搅拌转速为80rpm，搅拌时间为100min，随后将混合料放料到冷锅，降温至50℃；
（5）将冷却后的混合料加入花青素、增塑剂、分散剂，送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，再经包装、灭菌、冷却后得到成品。
优选地，所述球磨机的转速为220～270 r/min。
优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为350-450r/min，挤出温度为180-210℃。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料以聚乳酸、聚丙烯、丁基橡胶为主要成分，通过加入木质素磺酸钙、2- 硫醇基苯骈咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亚麻酸、冰醋酸、木聚糖、蒙脱石粉、亚磷酸二乙酯、双硬脂酸铝、硼酸镁晶须、环氧大豆油辛酯、花青素、增塑剂、分散剂，辅以球磨、超声分散、高温搅拌、双螺杆挤出等工艺，使得制备而成的复合材料抗菌性能高，且具有相当的柔韧性，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
（2）本发明的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取聚乳酸50份、聚丙烯45份、丁基橡胶40份、木质素磺酸钙25份、2-硫醇基苯骈咪唑15份、辛烯基琥珀酸淀粉酯13份、亚麻酸12份、冰醋酸10份、木聚糖10份、蒙脱石粉6份、亚磷酸二乙酯6份、双硬脂酸铝5份、硼酸镁晶须4份、环氧大豆油辛酯2份、花青素1份、环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯3份、聚乙烯蜡3份；
（2）将木质素磺酸钙、蒙脱石粉、双硬脂酸铝、硼酸镁晶须混合，加入到球磨机中，球磨机的转速为220 r/min，球磨成粒径低于8μm 的粉体，随后将混合粉体放入烘箱中于120 ℃条件下烘干，得到粉末状干混料；
（3）将聚乳酸、聚丙烯、丁基橡胶、2-硫醇基苯骈咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亚麻酸、冰醋酸、木聚糖、亚磷酸二乙酯、环氧大豆油辛酯置于混合搅拌机中，在40℃下搅拌40min，得到混合料，待冷却后转移到超声波分散器中，加入等质量的丙三醇，随后以10%的NaOH溶液调节pH至7.5，以25kHz的频率超声分散1h，得到超声处理混合料；
（4）将步骤（2）的粉末状干混料和步骤（3）的超声处理混合料置于高温反应釜中进行搅拌，搅拌转速为80rpm，搅拌时间为100min，随后将混合料放料到冷锅，降温至50℃；
（5）将冷却后的混合料加入花青素、环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯、聚乙烯蜡，送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的螺杆转速为350 r/min，挤出温度为180℃，再经包装、灭菌、冷却后得到成品。
制得的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取聚乳酸55份、聚丙烯50份、丁基橡胶45份、木质素磺酸钙30份、2-硫醇基苯骈咪唑20份、辛烯基琥珀酸淀粉酯16份、亚麻酸14份、冰醋酸15份、木聚糖12份、蒙脱石粉7份、亚磷酸二乙酯7份、双硬脂酸铝6份、硼酸镁晶须5份、环氧大豆油辛酯3份、花青素2份、柠檬酸三乙酯4份、氧化聚乙烯蜡4份；
（2）将木质素磺酸钙、蒙脱石粉、双硬脂酸铝、硼酸镁晶须混合，加入到球磨机中，球磨机的转速为245r/min，球磨成粒径低于8μm 的粉体，随后将混合粉体放入烘箱中于135℃条件下烘干，得到粉末状干混料；
（3）将聚乳酸、聚丙烯、丁基橡胶、2-硫醇基苯骈咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亚麻酸、冰醋酸、木聚糖、亚磷酸二乙酯、环氧大豆油辛酯置于混合搅拌机中，在50℃下搅拌50min，得到混合料，待冷却后转移到超声波分散器中，加入等质量的丙三醇，随后以10%的NaOH溶液调节pH至7.8，以27 kHz的频率超声分散1.5h，得到超声处理混合料；
（4）将步骤（2）的粉末状干混料和步骤（3）的超声处理混合料置于高温反应釜中进行搅拌，搅拌转速为80rpm，搅拌时间为100min，随后将混合料放料到冷锅，降温至50℃；
（5）将冷却后的混合料加入花青素、柠檬酸三乙酯、氧化聚乙烯蜡，送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的螺杆转速为400 r/min，挤出温度为195℃，再经包装、灭菌、冷却后得到成品。
制得的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取聚乳酸60份、聚丙烯55份、丁基橡胶50份、木质素磺酸钙35份、2-硫醇基苯骈咪唑25份、辛烯基琥珀酸淀粉酯19份、亚麻酸16份、冰醋酸20份、木聚糖14份、蒙脱石粉8份、亚磷酸二乙酯8份、双硬脂酸铝7份、硼酸镁晶须6份、环氧大豆油辛酯4份、花青素3份、柠檬酸三丁酯5份、聚酰胺蜡5份；
（2）将木质素磺酸钙、蒙脱石粉、双硬脂酸铝、硼酸镁晶须混合，加入到球磨机中，球磨机的转速为270 r/min，球磨成粒径低于8μm 的粉体，随后将混合粉体放入烘箱中于150℃条件下烘干，得到粉末状干混料；
（3）将聚乳酸、聚丙烯、丁基橡胶、2-硫醇基苯骈咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亚麻酸、冰醋酸、木聚糖、亚磷酸二乙酯、环氧大豆油辛酯置于混合搅拌机中，在60℃下搅拌60min，得到混合料，待冷却后转移到超声波分散器中，加入等质量的丙三醇，随后以10%的NaOH溶液调节pH至8.0，以30kHz的频率超声分散2h，得到超声处理混合料；
（4）将步骤（2）的粉末状干混料和步骤（3）的超声处理混合料置于高温反应釜中进行搅拌，搅拌转速为80rpm，搅拌时间为100min，随后将混合料放料到冷锅，降温至50℃；
（5）将冷却后的混合料加入花青素、柠檬酸三丁酯、聚酰胺蜡，送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min，挤出温度为210℃，再经包装、灭菌、冷却后得到成品。
制得的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取聚乳酸50份、聚丙烯55份、丁基橡胶40份、木质素磺酸钙35份、2-硫醇基苯骈咪唑15份、辛烯基琥珀酸淀粉酯19份、亚麻酸12份、冰醋酸20份、木聚糖10份、蒙脱石粉8份、亚磷酸二乙酯6份、双硬脂酸铝7份、硼酸镁晶须4份、环氧大豆油辛酯4份、花青素1份、柠檬酸三乙酯5份、聚乙烯蜡3份；
（2）将木质素磺酸钙、蒙脱石粉、双硬脂酸铝、硼酸镁晶须混合，加入到球磨机中，球磨机的转速为270 r/min，球磨成粒径低于8μm 的粉体，随后将混合粉体放入烘箱中于120℃条件下烘干，得到粉末状干混料；
（3）将聚乳酸、聚丙烯、丁基橡胶、2-硫醇基苯骈咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亚麻酸、冰醋酸、木聚糖、亚磷酸二乙酯、环氧大豆油辛酯置于混合搅拌机中，在60℃下搅拌40min，得到混合料，待冷却后转移到超声波分散器中，加入等质量的丙三醇，随后以10%的NaOH溶液调节pH至8.0，以25kHz的频率超声分散2h，得到超声处理混合料；
（4）将步骤（2）的粉末状干混料和步骤（3）的超声处理混合料置于高温反应釜中进行搅拌，搅拌转速为80rpm，搅拌时间为100min，随后将混合料放料到冷锅，降温至50℃；
（5）将冷却后的混合料加入花青素、柠檬酸三乙酯、聚乙烯蜡，送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的螺杆转速为350r/min，挤出温度为210℃，再经包装、灭菌、冷却后得到成品。
制得的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取聚乳酸50份、聚丙烯45份、丁基橡胶40份、2-硫醇基苯骈咪唑15份、辛烯基琥珀酸淀粉酯13份、亚麻酸12份、冰醋酸10份、木聚糖10份、蒙脱石粉6份、亚磷酸二乙酯6份、双硬脂酸铝5份、环氧大豆油辛酯2份、花青素1份、环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯3份、聚乙烯蜡3份；
（2）将蒙脱石粉、双硬脂酸铝混合，加入到球磨机中，球磨机的转速为220 r/min，球磨成粒径低于8μm 的粉体，随后将混合粉体放入烘箱中于120 ℃条件下烘干，得到粉末状干混料；
（3）将聚乳酸、聚丙烯、丁基橡胶、2-硫醇基苯骈咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亚麻酸、冰醋酸、木聚糖、亚磷酸二乙酯、环氧大豆油辛酯置于混合搅拌机中，在40℃下搅拌40min，得到混合料，待冷却后转移到超声波分散器中，加入等质量的丙三醇，随后以10%的NaOH溶液调节pH至7.5，以25kHz的频率超声分散1h，得到超声处理混合料；
（4）将步骤（2）的粉末状干混料和步骤（3）的超声处理混合料置于高温反应釜中进行搅拌，搅拌转速为80rpm，搅拌时间为100min，随后将混合料放料到冷锅，降温至50℃；
（5）将冷却后的混合料加入花青素、环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯、聚乙烯蜡，送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的螺杆转速为350 r/min，挤出温度为180℃，再经包装、灭菌、冷却后得到成品。
制得的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取聚乳酸60份、聚丙烯55份、丁基橡胶50份、木质素磺酸钙35份、2-硫醇基苯骈咪唑25份、亚麻酸16份、冰醋酸20份、木聚糖14份、蒙脱石粉8份、亚磷酸二乙酯8份、双硬脂酸铝7份、硼酸镁晶须6份、环氧大豆油辛酯4份、柠檬酸三丁酯5份、聚酰胺蜡5份；
（2）将木质素磺酸钙、蒙脱石粉、双硬脂酸铝、硼酸镁晶须混合，加入到球磨机中，球磨机的转速为270 r/min，球磨成粒径低于8μm 的粉体，随后将混合粉体放入烘箱中于150℃条件下烘干，得到粉末状干混料；
（3）将聚乳酸、聚丙烯、丁基橡胶、2-硫醇基苯骈咪唑、亚麻酸、冰醋酸、木聚糖、亚磷酸二乙酯、环氧大豆油辛酯置于混合搅拌机中，在60℃下搅拌60min，得到混合料，待冷却后转移到超声波分散器中，加入等质量的丙三醇，随后以10%的NaOH溶液调节pH至8.0，以30kHz的频率超声分散2h，得到超声处理混合料；
（4）将步骤（2）的粉末状干混料和步骤（3）的超声处理混合料置于高温反应釜中进行搅拌，搅拌转速为80rpm，搅拌时间为100min，随后将混合料放料到冷锅，降温至50℃；
（5）将冷却后的混合料加入柠檬酸三丁酯、聚酰胺蜡，送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min，挤出温度为210℃，再经包装、灭菌、冷却后得到成品。
制得的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的制得的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料分别进行大肠杆菌抗菌率、金黄色葡萄球菌抗菌率、拉伸强度、断裂伸长率这几项性能测试。
表1
大肠杆菌抗菌率（%） 金黄色葡萄球菌抗菌率（%） 拉伸强度（MPa） 断裂伸长率（%）
实施例1 93.1 92.9 38.3 390
实施例2 92.7 93.5 39.1 400
实施例3 93.8 93.3 40.5 430
实施例4 93.5 90.8 40.2 410
对比例1 62.5 68.6 23.6 270
对比例2 63.4 65.2 22.7 260
本发明的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料以聚乳酸、聚丙烯、丁基橡胶为主要成分，通过加入木质素磺酸钙、2-硫醇基苯骈咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亚麻酸、冰醋酸、木聚糖、蒙脱石粉、亚磷酸二乙酯、双硬脂酸铝、硼酸镁晶须、环氧大豆油辛酯、花青素、增塑剂、分散剂，辅以球磨、超声分散、高温搅拌、双螺杆挤出等工艺，使得制备而成的复合材料抗菌性能高，且具有相当的柔韧性，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。同时，本发明的一种适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：聚乳酸50-60份、聚丙烯45-55份、丁基橡胶40-50份、木质素磺酸钙25-35份、2-硫醇基苯骈咪唑15-25份、辛烯基琥珀酸淀粉酯13-19份、亚麻酸12-16份、冰醋酸10-20份、木聚糖10-14份、蒙脱石粉6-8份、亚磷酸二乙酯6-8份、双硬脂酸铝5-7份、硼酸镁晶须4-6份、环氧大豆油辛酯2-4份、花青素1-3份、增塑剂3-5份、分散剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述增塑剂为环己烷-1,2-二羧酸二异壬基酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚酰胺蜡中的任意一种。
4.根据权利要求1～3任一所述的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将木质素磺酸钙、蒙脱石粉、双硬脂酸铝、硼酸镁晶须混合，加入到球磨机中，球磨成粒径低于8μm 的粉体，随后将混合粉体放入烘箱中于120-150℃条件下烘干，得到粉末状干混料；
（3）将聚乳酸、聚丙烯、丁基橡胶、2-硫醇基苯骈咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亚麻酸、冰醋酸、木聚糖、亚磷酸二乙酯、环氧大豆油辛酯置于混合搅拌机中，在40-60℃下搅拌40-60min，得到混合料，待冷却后转移到超声波分散器中，加入等质量的丙三醇，随后以10%的NaOH溶液调节pH至7.5-8.0，以25-30kHz的频率超声分散1-2h，得到超声处理混合料；
（4）将步骤（2）的粉末状干混料和步骤（3）的超声处理混合料置于高温反应釜中进行搅拌，搅拌转速为80rpm，搅拌时间为100min，随后将混合料放料到冷锅，降温至50℃；
（5）将冷却后的混合料加入花青素、增塑剂、分散剂，送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，再经包装、灭菌、冷却后得到成品。
5.根据权利要求4所述的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述球磨机的转速为220～270 r/min。
6.根据权利要求4所述的适用于医用输液袋的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的螺杆转速为350-450r/min，挤出温度为180-210℃。
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