CN112409777A - 一种医用抗菌透气tpu薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医用抗菌透气TPU薄膜及其制备方法，包括如下重量份组分：TPU颗粒100份、二甲基硅油6～8份、吸水剂15～20份、纳米二氧化硅5～8份、碳酸钙晶须5～10份、壳聚糖纤维10～15份、聚维酮碘5～10份；制备方法包括：制备聚维酮碘/TPU母粒；制备吸水剂、纳米二氧化硅和TPU混合母粒；物料干燥并混合；成膜。本发明制备的TPU薄膜具有优异的透气性、吸水性和抑菌率，且具有持续消毒的效果；并使薄膜在较低的薄膜厚度的情况下，具有优异的拉伸强度，保证薄膜在使用、包覆过程中不会断裂、破损，解决了现有医用TPU薄膜的厚度与其力学强度不能兼具的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜领域，特别是涉及一种医用抗菌透气TPU薄膜及其制备方法。
背景技术
传统的PE、PVC薄膜具有防水、防液体渗液的优点，在伤口敷料和外科手术等医疗保护中非常流行。但是由于PE和PVC薄膜存在透气性差的特点，不能及时排出人体新陈代谢产生的汗液，导致所包覆的区域出现热、冷、湿等不适感，也影响伤口的愈合。因此，迫切需要一种新型的医用薄膜来替代这类产品。
TPU( Thermoplastic polyyrethane，热塑性聚氨脂)是一种新型的有机高分子合成材料，各项性能优异，可以代替橡胶，软性聚氯乙烯材料PVC。TPU具有优异的物理性能，例如耐磨性，回弹力都好过普通聚氨酯PU、PVC，耐老化性好过橡胶，可以说是替代PVC和PU的最理想的材料，被国际上称为新型聚合物材料。
近年来，聚氨酯薄膜因其优异的性能，越来越多的被用在医用薄膜领域。但现有医用聚氨酯薄膜，要么薄膜厚度较厚，不能满足优异透气透湿性能的要求，敷用后容易出现异物感、不适感，影响伤口的有效愈合；要么薄膜较薄、强度不足，使用过程中容易损坏，影响使用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种医用抗菌透气TPU薄膜及其制备方法，能够解决现有医用薄膜存在的上述问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种医用抗菌透气TPU薄膜，包括如下重量份组分：
TPU颗粒100份、二甲基硅油6～8份、吸水剂15～20份、纳米二氧化硅5～8份、碳酸钙晶须5～10份、壳聚糖纤维10～15份、聚维酮碘5～10份。
在本发明一个较佳实施例中，所述吸水剂为聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以1:2～1:3的质量比混合的混合物。
在本发明一个较佳实施例中，所述TPU颗粒为聚酯型TPU颗粒和/或聚醚型TPU颗粒。
在本发明一个较佳实施例中，所述纳米二氧化硅为气相纳米二氧化硅，其比表面积为180m2/g。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种医用抗菌透气TPU薄膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备聚维酮碘/TPU母粒：将配方量的聚维碘酮与一部分TPU颗粒混合，然后用双螺杆挤出机挤出、切粒；
（2）制备吸水剂、纳米二氧化硅和TPU混合母粒：将配方量的吸水剂、纳米二氧化硅和一部分TPU颗粒混合，然后用双螺杆挤出机挤出、切粒；
（3）物料干燥并混合：将剩余配方量的TPU颗粒、步骤（1）制备的聚维酮碘/TPU母粒、步骤（2）中制备的吸水剂、纳米二氧化硅和TPU混合母粒以及配方量的二甲基硅油、碳酸钙晶须和壳聚糖纤维，干燥去除水分，然后将各物料混合均匀；
（4）成膜：将步骤（2）中的混合物料送至流延机内，挤出成膜。
在本发明一个较佳实施例中，所述干燥除水的方法为：先在80～85℃下热风干燥1～1.5h，再在95～100℃下除湿干燥2～3h。
在本发明一个较佳实施例中，所述挤出成膜的工艺条件为：料筒温度为155～165℃；滤网温度为175～180℃；弯头温度为178～185℃；连接温度为180～190℃；模头温度为195～200℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述干燥除水后的物料含水总量小于0.01%。
本发明的有益效果是：本发明一种医用抗菌透气TPU薄膜及其制备方法，通过配方组分的选择设计以及，先制备成TPU母粒、干燥脱水，再共混成膜的成型方法，使制备的TPU薄膜具有优异的透气性、吸水性和抑菌率，且具有持续消毒的效果；并使薄膜在较低的薄膜厚度的情况下，具有优异的拉伸强度，保证薄膜在使用、包覆过程中不会断裂、破损，解决了现有医用TPU薄膜的厚度与其力学强度不能兼具的缺陷。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
实施例1
本发明公开了一种医用抗菌透气TPU薄膜，包括如下重量份组分：
TPU颗粒100份，所述TPU颗粒为聚酯型TPU颗粒；
二甲基硅油6份，二甲基硅油能够提高TPU颗粒的加工性能，促进纳米二氧化硅、碳酸钙晶须、壳聚糖纤维等在TPU中的分散均匀性，从而提高成型后的TPU薄膜的性能；
吸水剂15份，所述吸水剂为聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以1:2的质量比混合的混合物；吸水剂能够将人体新陈代谢产生的水汽或者伤口渗液及时吸收，保证被包裹的皮肤表面（如伤口）保持干燥清洁，有助于提高伤口的愈合速度；
纳米二氧化硅5份，所述纳米二氧化硅为气相纳米二氧化硅，其比表面积为180m2/g，通过纳米二氧化硅的加入，能够有效提高TPU膜的机械强度，防止薄膜因强度太差在使用中损坏；
碳酸钙晶须5份，碳酸钙晶须作为增强纤维，与纳米二氧化硅共同起到增强TPU薄膜的结构强度的目的，尤其是提高TPU薄膜的抗撕裂强度优异；碳酸钙晶须以纤维状均匀分布在TPU膜中，具有导湿的作用，其与吸水剂共同作用，能够加快水气的吸收、扩散，进一步提高TPU膜的透气性能。
壳聚糖纤维10份，所述壳聚糖纤维具有抗菌和结构增强的双重作用；
聚维酮碘5份，聚维碘酮是元素碘和聚合物载体相结合而成的疏松复合物，具有抗菌消炎的作用，将其加入制备成抗菌TPU膜，通过缓慢释放碘，具有持续消毒的效果，能够减少皮肤如金黄色葡萄球菌的再定殖率（CFU），特别适用于容易感染的手术。
上述医用抗菌透气TPU薄膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备聚维酮碘/TPU母粒：将5份聚维碘酮与20份的TPU颗粒混合，然后用双螺杆挤出机挤出、切粒；
（2）制备吸水剂、纳米二氧化硅和TPU混合母粒：将15份以1:2的质量比混合的聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮、5份纳米二氧化硅和50份TPU颗粒混合，然后用双螺杆挤出机挤出、切粒；
（3）物料干燥并混合：将30份TPU颗粒、步骤（1）制备的聚维酮碘/TPU母粒、步骤（2）中制备的吸水剂、纳米二氧化硅和TPU混合母粒以及6份二甲基硅油、5份碳酸钙晶须和10份壳聚糖纤维，先在80～85℃下热风干燥1h，再在95～100℃下除湿干燥3h，以去除水分，使所述干燥除水后的物料含水总量小于0.01%，然后将各物料混合均匀；
（4）成膜：将步骤（2）中的混合物料送至流延机内，挤出成膜；所述挤出成膜的工艺条件为：料筒温度为160℃；滤网温度为175℃；弯头温度为178℃；连接温度为180℃；模头温度为195℃。
实施例2
本发明公开了一种医用抗菌透气TPU薄膜，包括如下重量份组分：
TPU颗粒100份，所述TPU颗粒为聚酯型TPU颗粒；
二甲基硅油6份，二甲基硅油能够提高TPU颗粒的加工性能，促进纳米二氧化硅、碳酸钙晶须、壳聚糖纤维等在TPU中的分散均匀性，从而提高成型后的TPU薄膜的性能；
吸水剂15份，所述吸水剂为聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以1:3的质量比混合的混合物；吸水剂能够将人体新陈代谢产生的水汽或者伤口渗液及时吸收，保证被包裹的皮肤表面（如伤口）保持干燥清洁，有助于提高伤口的愈合速度；
纳米二氧化硅8份，所述纳米二氧化硅为气相纳米二氧化硅，其比表面积为180m2/g，通过纳米二氧化硅的加入，能够有效提高TPU膜的机械强度，防止薄膜因强度太差在使用中损坏；
碳酸钙晶须10份，碳酸钙晶须作为增强纤维，与纳米二氧化硅共同起到增强TPU薄膜的结构强度的目的，尤其是提高TPU薄膜的抗撕裂强度优异；碳酸钙晶须以纤维状均匀分布在TPU膜中，具有导湿的作用，其与吸水剂共同作用，能够加快水气的吸收、扩散，进一步提高TPU膜的透气性能。
壳聚糖纤维15份，所述壳聚糖纤维具有抗菌和结构增强的双重作用；
聚维酮碘10份，聚维碘酮是元素碘和聚合物载体相结合而成的疏松复合物，具有抗菌消炎的作用，将其加入制备成抗菌TPU膜，通过缓慢释放碘，具有持续消毒的效果，能够减少皮肤如金黄色葡萄球菌的再定殖率（CFU），特别适用于容易感染的手术。
所述制备方法同实施例1。
对实施例1和2制备的TPU薄膜进行性能测试，测试方法如下：
（1）透气性测试 按照YY/T 0148-2006中附录C中“水蒸气透过性试验方法”规定进行测试。
（2）吸水性测试 按照YY/T 0471 .1-2004中的“吸水性试验方法”规定进行试验，得到薄膜贴于创面上的敷料在30分钟内吸收液体的平均量(g/100cm2)。
（3）抑菌率测试 按照YY/T 0471 .5-2004中阻菌性的规定测试在半潮湿状态下的抑菌性。
（4）薄膜力学性能测试 根据国家标准GB 13022-91，在万能试验机上进行力学性能测试。
按上述方法测试的结果如下表所示。
本发明开发的医用抗菌透气TPU薄膜，具有如下优点：
1、通过吸水剂、纤维状增强填料和纤维状抑菌添加剂的使用，赋予了TPU薄膜优异的透气性和吸水性；
2、通过壳聚糖纤维和聚维酮碘的复配，赋予TPU薄膜优异的抑菌率，且具有持续消毒的效果；
3、通过纤维状和纳米结构的增强填料的复配使用，有效提高了薄膜的结构强度，尤其是具有优异的拉伸强度，保证在较低的薄膜厚度的情况下，薄膜在使用、包覆过程中不会断裂、破损，满足使用需求；
4、制备工艺新颖，通过先制备成TPU母粒、干燥脱水，再共混成膜的成型方法，一方面保证了部分物料与TPU颗粒的相容性，保证了加工性能；另一方面通过充分的干燥，去除水分的影响，使所制备的薄膜具有优异的抗菌性、透气性和机械性能，解决了现有医用TPU薄膜的厚度与其力学强度不能兼具的缺陷。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (8)
1.一种医用抗菌透气TPU薄膜，其特征在于，包括如下重量份组分：
TPU颗粒100份、二甲基硅油6～8份、吸水剂15～20份、纳米二氧化硅5～8份、碳酸钙晶须5～10份、壳聚糖纤维10～15份、聚维酮碘5～10份。
2.根据权利要求1所述的一种医用抗菌透气TPU薄膜，其特征在于，所述吸水剂为聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以1:2～1:3的质量比混合的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种医用抗菌透气TPU薄膜，其特征在于，所述TPU颗粒为聚酯型TPU颗粒和/或聚醚型TPU颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种医用抗菌透气TPU薄膜，其特征在于，所述纳米二氧化硅为气相纳米二氧化硅，其比表面积为180m2/g。
5.一种如权利要求1-3任一项所述的医用抗菌透气TPU薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）制备聚维酮碘/TPU母粒：将配方量的聚维碘酮与一部分TPU颗粒混合，然后用双螺杆挤出机挤出、切粒；
（2）制备吸水剂、纳米二氧化硅和TPU混合母粒：将配方量的吸水剂、纳米二氧化硅和一部分TPU颗粒混合，然后用双螺杆挤出机挤出、切粒；
（3）物料干燥并混合：将剩余配方量的TPU颗粒、步骤（1）制备的聚维酮碘/TPU母粒、步骤（2）中制备的吸水剂、纳米二氧化硅和TPU混合母粒以及配方量的二甲基硅油、碳酸钙晶须和壳聚糖纤维，干燥去除水分，然后将各物料混合均匀；
（4）成膜：将步骤（2）中的混合物料送至流延机内，挤出成膜。
6.根据权利要求5所述的一种医用抗菌透气TPU薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述干燥除水的方法为：先在80～85℃下热风干燥1～1.5h，再在95～100℃下除湿干燥2～3h。
7.根据权利要求5所述的一种医用抗菌透气TPU薄膜的制备方法，其特征在于，所述挤出成膜的工艺条件为：料筒温度为155～165℃；滤网温度为175～180℃；弯头温度为178～185℃；连接温度为180～190℃；模头温度为195～200℃。
8.根据权利要求5所述的一种医用抗菌透气TPU薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述干燥除水后的物料含水总量小于0.01%。
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