Этот резиновый термореактивный материал хорошо работает в компонентах управления жидкостью.

31 августа 2020 г. Автор: Нэнси Кротти

Синтетический полиизопрен стал важным полимером для компонентов медицинского контроля жидкости.

Боб Фергюсон, Vernay Laboratories

(Изображение предоставлено Vernay Laboratories)

Природный полиизопрен (NR) и синтетический полиизопрен (IR) представляют собой резиновые термореактивные материалы с полезными свойствами для компонентов и узлов устройств контроля медицинских жидкостей. Эти свойства материала включают чрезвычайно высокое удлинение, высокую устойчивость к растяжению и разрыву. Они также демонстрируют превосходную упругость или способность быстро возвращаться или восстанавливаться в первоначальную форму после деформации.

Такие свойства делают IR идеальным для медицинских применений, требующих предотвращения утечек жидкости вокруг хирургических инструментов, повторного уплотнения клапанов управления жидкостью относительно седла или интерфейса, а также мембран, регулирующих давление. Конкретное использование включает в себя:

Все эти приложения сочетают в себе требования к динамическому и статическому уплотнению. Устойчивость является хорошим примером, поскольку это динамическая характеристика материала.

(Изображение предоставлено Vernay Industries)

Динамический механический анализатор может количественно оценить динамические свойства и обеспечить сравнение различных рецептур резины с целью повышения характеристик упругости. Например, использование прямого доступа к памяти позволяет химикам количественно определять динамический комплексный модуль, модуль упругости и модуль потерь.

Годы исследований показали, что увеличение модуля упругости и снижение модуля потерь приводит к получению более устойчивой рецептуры с уменьшенным гистерезисом.

Думайте о модуле упругости как о пружинном компоненте комплексного модуля. В некоторых случаях предпочтительно, чтобы резиновая деталь обладала характеристиками идеальной пружины — быстро реагирующей и возвращающей почти всю энергию (не поглощая и не гася энергию). Характеристики рецептуры каучука корректируются с использованием различных полимеров, наполнителей, пластификаторов и других ингредиентов, в частности, для регулирования соотношения модулей упругости и потерь. Это позволяет химикам подобрать свойства получаемого резинового материала в соответствии с критериями применения и детали.

Помимо физических характеристик состава IR, решающее значение имеет соблюдение конкретных отраслевых норм для медицинского применения. Эти нормативные аспекты включают, помимо прочего: биосовместимость (класс VI USP и ISO10993), малоэкстрагируемые фармацевтические препараты и, в некоторых случаях, материалы, внесенные в белый список (FDA 21CFR177.2600). Эти правила содержат строгие ограничения на эксплуатационные характеристики и лабораторные испытания, которым материалы должны соответствовать в таких областях, как цитотоксичность, гемолиз, мутация, сенсибилизация, ограничения на максимальное соотношение ингредиентов, ограниченные ингредиенты и т. д. Перевод этих требований в науку и химию требует дальнейшего рассмотрения. влияния на вязкость материала, реологию и результирующие физические свойства, такие как модуль упругости, упругость и химическая совместимость. Это тонкий баланс.

Состав и свойства материала важны, но они не являются единственными факторами. Эластомерные материалы и формованные детали зависят от баланса трех важнейших технических аспектов: свойств материала рецептуры, геометрии детали/оснастки и процесса формования. Изменения любого из них повлияют на оставшиеся два.

Хотя синтетический полиизопрен обладает многими полезными свойствами и характеристиками материала, геометрию детали и процесс формования необходимо учитывать и сбалансировать вместе, чтобы произвести успешный продукт, отвечающий всем критериям применения.

Боб Фергюсон — вице-президент по глобальным исследованиям и разработкам Vernay Laboratories. Его опыт заключается в разработке рецептур резиновых материалов, наночастиц в качестве добавок, а также магнитных и электрореологических материалов.

Мнения, выраженные в этом сообщении в блоге, принадлежат только автору и не обязательно отражают точку зрения компании Medical Design and Outsource или ее сотрудников.