Термопластичные материалы

Полиэтилен (СН₂—СН₂)_п — термопластичный полимер белого цвета, получаемый полимеризацией этилена при высоком давлении (полиэтилен низкой плотности) и низком или среднем давлении (полиэтилен высокой плотности).

Полиэтилен обладает следующими свойствами.

• Сочетание высокой прочности при растяжении (10—45 Мн/м², или 100—450 кгс/см²) с эластичностью (относительное удлинение при раз рыве 500-1000%).

• Высокая электроизоляционная способность.

• Устойчивость к действию щелочей, органических кислот, концент рированных соляной и плавиковой кислот.

• Разрушается азотной кислотой, хлором и фтором.

• При температуре выше 80 °С растворяется в алифатических и аро матических углеводородах и их галогенопроизводных.

• Не изменяется под действием радиоактивного излучения.

• Безвредность.

Полиэтилен — один из самых дешёвых полимеров, сочетающий ценные свойства с возможностью его переработки всеми известными для термопластов высокопроизводительными методами.

Из полиэтилена низкого давления изготовляют шприцы и детали инъекционных игл однократного применения, различные предметы ухода за больными, тару для лекарственных средств и изделий медицинского назначения. Из полиэтилена с ультравысокой молекулярной массой изготавливают хирургические имплантаты.

Полихлорвинил (поливинилхлорид) — один из наиболее распространённых термопластов, представляющий собой физиологически безвредный пластик белого цвета с хорошими диэлектрическими свойствами. Из него получают более 3000 видов материалов и изделий.

Полихлорвинил ограничено растворим в кетонах, сложных эфирах, хлорированных углеводородах; устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей, бензина, керосина, жиров, спиртов; совмещается со многими пластификаторами, стоек к окислению и практически негорюч. Он обладает невысокой теплостойкостью, при нагревании выше 100 "С разлагается с выделением соляной кислоты, вследствие чего может приобретать окраску (от желтоватой до чёрной). Разложение ускоряется в присутствии кислорода, соляной кислоты, некоторых солей, под действием УФ-, (3- или у-излучения, сильных механических воздействий.

• Жёсткий полихлорвинил (винипласт) используют как отделочный материал при изготовлении медицинской и аптечной мебели, медицинской тары.

В медицине наиболее широко применяют пластифицированный поливинилхлорид (пластикат). Его используют при изготовлении устройств для переливания крови и кровезаменителей, очковых оправ, различных трубок и изделий из них (дренажей, соединительных трубок, катетеров, воздуховодов и др.), а также в качестве подкладного и компрессного материала.

Полипропилен — продукт полимеризации полиэтилена. Это твёрдый прозрачный полимер, превосходящий полиэтилен по химической стойкости, механическим свойствам и теплостойкости (рабочая температура до +130 °С). Его применяют при изготовлении шприцев и игл однократного применения, элементов для соединения трубок и шлангов (коннекторов) дыхательной и наркозной аппаратуры, деталей и узлов аппаратов искусственного кровообращения, а также упаковочной плёнки и цилиндров для шприцев.

Пентапласт — простой хлорированный полиэфир. Он устойчивее к нагреванию по сравнению с полихлорвинилом, может выдерживать до 400 циклов паровой стерилизации, стоек к химическим стерилиза-ционным растворам. Пентапласт иногда применяют для изготовления шприцев, чашек Петри, колб, пипеток.

Полиуретан устойчив к действию кислот и щелочей, не темнеет при нагревании. Изделия из него обладают стабильностью размеров, высокой механической прочностью, морозостойкостью, хорошо выдерживают стерилизацию кипячением. Литьём под давлением из полиуретана изготавливают шприцы.

Линейные алифатические полиамиды с молекулярной массой 15 000-30 000 Да (обычно поликапроамид и полигексаметиленадипи-намид) используют для производства шовного материала. Полиамидные волокна характеризуются высокой прочностью при растяжении, отличной стойкостью к истиранию и ударным нагрузкам, а также устойчивы к действию многих химических реагентов, хорошо противостоят биохимическим воздействиям, окрашиваются многими красителями, обладают низкой гигроскопичностью и как следствие — повышенной электризуемостью. Они малоустойчивы к термоокислительным воздействиям и действию света, особенно ультрафиолетовых лучей. Для устранения этих недостатков в состав полиамидов вводят различные стабилизаторы. Полиамидные волокна выпускаются в виде непрерывных нитей или штапельных волокон под следующими торговыми названиями:

• волокна из поликапролактама — капрон (Россия), найлон-6 (США), амилан (Япония) и др.;

• волокна из полигексаметиленадипинамида — анид (Россия), най лон-6,6 (США), ниплон (Япония) и др.

Полиэфирные волокна формируют из расплава полиэтилентерефталата. Они превосходят по термостойкости большинство натуральных и химических волокон. При 180 °С полиэфирные волокна сохраняют прочность на 50%. Обработка паром при 100 °С из-за частичного гидролиза полимера приводит к снижению прочности волокна (на 0,12% за 1 ч). Полиэфирные волокна устойчивы к действию органических растворителей, микроорганизмов, моли, плесени. Устойчивость к истиранию и сопротивление многократным изгибам у них ниже, а ударная прочность и прочность при растяжении выше, чем у полиамидных волокон.

Недостатки полиэфирных волокон — трудность крашения обычными методами, высокая электризуемость, склонность к пиллингу (закатыванию волокон в комочки на поверхности изделий).

Из полиэфирных волокон изготавливают синтетические кровеносные сосуды и хирургические нити. Торговые названия полиэфирных волокон — лавсан (Россия), терилен (Великобритания), дакрон (США), тетерон (Япония) и др.

Стекло-плексиглас — термопластичное органическое стекло — получают методом формования полимера метилового эфира метакрило-вой кислоты (полиметилметакрилата). Стекло обладает большой водостойкостью, прозрачностью и механической прочностью. Оно служит для изготовления прозрачных деталей медицинских приборов, защитных стёкол рефикторов для освещения операционного поля. Недостатки стекла-плексигласа — неустойчивость к механическому воздействию протирочного материала (появление царапин), пожаро-опасность (относится к горючим материалам).

Термореактивные материалы

• Термореактивные пластмассы (амино- и фторопласты) используют в основном для изготовления деталей электромедицинской аппара туры и приборов.

Фторопласты — производные этилена, в которых атомы водорода заменены фтором. По стойкости к действию самых агрессивных сред они превосходят даже благородные металлы (золото и платину).

• Фторопласт-4 широко применяют при изготовлении клапанов серд ца, деталей слухового аппарата, для протезирования слуховых кос точек среднего уха. Фторопласт-4 обладает высокой износостойко стью, может выдерживать стерилизацию при температуре 190-200 °С, хорошо обрабатывается механическими способами.

Слоистые пластики получают прессованием нескольких слоев хлопчатобумажной, асбестовой или стеклянной ткани, бумаги или древесного шпона, пропитанных смолой. Для пропитки используют термореактивные, фенольно-формальдегидные или крезольно-формаль-дегидные смолы.

Текстолит — слоистый материал из хлопчатобумажной ткани (бязи, шифона и т.д.), пропитанный смолой. Его выпускают в виде листов, стержней, болванок и применяют для изготовления деталей медицинской аппаратуры и приборов.

Линолеум — слоистый пластик, изготавливаемый из окисленного льняного масла (линолина), сплавленного со смолами, наполнителями, пробковой и древесной мукой и красящими веществами. Эту смесь наносят на грубую ткань типа джутовой. Линолеум стоек к истиранию и прочен, его легко мыть, он не впитывает воду, пыль, грязь.