本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，特別涉及一種適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：生物醫(yī)學(xué)材料指的是一類具有特殊性能、特種功能，用于人工器官、外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、治療疾患，而對(duì)人體組織不會(huì)產(chǎn)生不良影響的材料。現(xiàn)在各種合成材料和天然高分子材料、金屬和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各種復(fù)合材料，其制成產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于臨床和科研。生物材料應(yīng)用廣泛，品種很多，有不同的分類方法。通常是按材料屬性分為：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醫(yī)用合成塑料和橡膠等）、天然高分子材料（如膠原、絲蛋白、纖維素、殼聚糖等）、金屬與合金材料（如欽金屬及其合金等）、無機(jī)材料（生物活性陶瓷，羥基磷灰石等）、復(fù)合材料（碳纖維/聚合物、玻璃纖維/聚合物等）。其中高分子材料以其優(yōu)良的性質(zhì)、可靠的性能、方便的成型工藝在醫(yī)療領(lǐng)域獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。首先高分子材料具有良好的物理力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，比較適合在醫(yī)療領(lǐng)域使用；其次高分子材料來源豐富、價(jià)格低廉，適合制成一次性醫(yī)療用品、避免了傳統(tǒng)材料制品因價(jià)格高昂而不得不多次使用導(dǎo)致的消毒和交叉感染的問題；而且高分子材料具有或較容易改性得到良好的組織相容性、血液相容性制品；還有塑料加工方便，制作成本低，適合多種成型方式，便于加工成復(fù)雜的形狀和開發(fā)新型醫(yī)療產(chǎn)品。靜脈輸液應(yīng)用于臨床疾病治療以來，輸液產(chǎn)品包裝隨之快速發(fā)展，從傳統(tǒng)的玻璃瓶、塑料瓶到目前的高分子材料軟袋包裝，徹底改變了傳統(tǒng)的輸液方式，使輸液過程變得更安全。然而，在實(shí)際使用過程中，這些高分子材料還都存在一些問題：例如抗菌性能不高、韌性較差。如何合理的配方得到一種抗菌性能高、韌性好的醫(yī)用輸液袋材料已成為現(xiàn)代醫(yī)用材料的研究熱點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，通過采用特定原料進(jìn)行組合，配合相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，得到的復(fù)合材料，其抗菌性能優(yōu)良，且具有相當(dāng)?shù)娜犴g性，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)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、丁基橡膠40-50份、木質(zhì)素磺酸鈣25-35份、2-硫醇基苯駢咪唑15-25份、辛烯基琥珀酸淀粉酯13-19份、亞麻酸12-16份、冰醋酸10-20份、木聚糖10-14份、蒙脫石粉6-8份、亞磷酸二乙酯6-8份、雙硬脂酸鋁5-7份、硼酸鎂晶須4-6份、環(huán)氧大豆油辛酯2-4份、花青素1-3份、增塑劑3-5份、分散劑3-5份。優(yōu)選地，所述增塑劑為環(huán)己烷-1,2-二羧酸二異壬基酯、檸檬酸三乙酯、檸檬酸三丁酯中的任意一種。優(yōu)選地，所述分散劑為聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、聚酰胺蠟中的任意一種。所述適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：（1）按照重量份稱取各原料；（2）將木質(zhì)素磺酸鈣、蒙脫石粉、雙硬脂酸鋁、硼酸鎂晶須混合，加入到球磨機(jī)中，球磨成粒徑低于8μm的粉體，隨后將混合粉體放入烘箱中于120-150℃條件下烘干，得到粉末狀干混料；（3）將聚乳酸、聚丙烯、丁基橡膠、2-硫醇基苯駢咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亞麻酸、冰醋酸、木聚糖、亞磷酸二乙酯、環(huán)氧大豆油辛酯置于混合攪拌機(jī)中，在40-60℃下攪拌40-60min，得到混合料，待冷卻后轉(zhuǎn)移到超聲波分散器中，加入等質(zhì)量的丙三醇，隨后以10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至7.5-8.0，以25-30kHz的頻率超聲分散1-2h，得到超聲處理混合料；（4）將步驟（2）的粉末狀干混料和步驟（3）的超聲處理混合料置于高溫反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm，攪拌時(shí)間為100min，隨后將混合料放料到冷鍋，降溫至50℃；（5）將冷卻后的混合料加入花青素、增塑劑、分散劑，送入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，再經(jīng)包裝、滅菌、冷卻后得到成品。優(yōu)選地，所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為220～270r/min。優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350-450r/min，擠出溫度為180-210℃。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：（1）本發(fā)明的適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料以聚乳酸、聚丙烯、丁基橡膠為主要成分，通過加入木質(zhì)素磺酸鈣、2-硫醇基苯駢咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亞麻酸、冰醋酸、木聚糖、蒙脫石粉、亞磷酸二乙酯、雙硬脂酸鋁、硼酸鎂晶須、環(huán)氧大豆油辛酯、花青素、增塑劑、分散劑，輔以球磨、超聲分散、高溫?cái)嚢?、雙螺桿擠出等工藝，使得制備而成的復(fù)合材料抗菌性能高，且具有相當(dāng)?shù)娜犴g性，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。（2）本發(fā)明的適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料原料廉價(jià)、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1（1）按照重量份稱取聚乳酸50份、聚丙烯45份、丁基橡膠40份、木質(zhì)素磺酸鈣25份、2-硫醇基苯駢咪唑15份、辛烯基琥珀酸淀粉酯13份、亞麻酸12份、冰醋酸10份、木聚糖10份、蒙脫石粉6份、亞磷酸二乙酯6份、雙硬脂酸鋁5份、硼酸鎂晶須4份、環(huán)氧大豆油辛酯2份、花青素1份、環(huán)己烷-1,2-二羧酸二異壬基酯3份、聚乙烯蠟3份；（2）將木質(zhì)素磺酸鈣、蒙脫石粉、雙硬脂酸鋁、硼酸鎂晶須混合，加入到球磨機(jī)中，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為220r/min，球磨成粒徑低于8μm的粉體，隨后將混合粉體放入烘箱中于120℃條件下烘干，得到粉末狀干混料；（3）將聚乳酸、聚丙烯、丁基橡膠、2-硫醇基苯駢咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亞麻酸、冰醋酸、木聚糖、亞磷酸二乙酯、環(huán)氧大豆油辛酯置于混合攪拌機(jī)中，在40℃下攪拌40min，得到混合料，待冷卻后轉(zhuǎn)移到超聲波分散器中，加入等質(zhì)量的丙三醇，隨后以10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至7.5，以25kHz的頻率超聲分散1h，得到超聲處理混合料；（4）將步驟（2）的粉末狀干混料和步驟（3）的超聲處理混合料置于高溫反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm，攪拌時(shí)間為100min，隨后將混合料放料到冷鍋，降溫至50℃；（5）將冷卻后的混合料加入花青素、環(huán)己烷-1,2-二羧酸二異壬基酯、聚乙烯蠟，送入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，擠出溫度為180℃，再經(jīng)包裝、滅菌、冷卻后得到成品。制得的適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例2（1）按照重量份稱取聚乳酸55份、聚丙烯50份、丁基橡膠45份、木質(zhì)素磺酸鈣30份、2-硫醇基苯駢咪唑20份、辛烯基琥珀酸淀粉酯16份、亞麻酸14份、冰醋酸15份、木聚糖12份、蒙脫石粉7份、亞磷酸二乙酯7份、雙硬脂酸鋁6份、硼酸鎂晶須5份、環(huán)氧大豆油辛酯3份、花青素2份、檸檬酸三乙酯4份、氧化聚乙烯蠟4份；（2）將木質(zhì)素磺酸鈣、蒙脫石粉、雙硬脂酸鋁、硼酸鎂晶須混合，加入到球磨機(jī)中，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為245r/min，球磨成粒徑低于8μm的粉體，隨后將混合粉體放入烘箱中于135℃條件下烘干，得到粉末狀干混料；（3）將聚乳酸、聚丙烯、丁基橡膠、2-硫醇基苯駢咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亞麻酸、冰醋酸、木聚糖、亞磷酸二乙酯、環(huán)氧大豆油辛酯置于混合攪拌機(jī)中，在50℃下攪拌50min，得到混合料，待冷卻后轉(zhuǎn)移到超聲波分散器中，加入等質(zhì)量的丙三醇，隨后以10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至7.8，以27kHz的頻率超聲分散1.5h，得到超聲處理混合料；（4）將步驟（2）的粉末狀干混料和步驟（3）的超聲處理混合料置于高溫反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm，攪拌時(shí)間為100min，隨后將混合料放料到冷鍋，降溫至50℃；（5）將冷卻后的混合料加入花青素、檸檬酸三乙酯、氧化聚乙烯蠟，送入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為400r/min，擠出溫度為195℃，再經(jīng)包裝、滅菌、冷卻后得到成品。制得的適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例3（1）按照重量份稱取聚乳酸60份、聚丙烯55份、丁基橡膠50份、木質(zhì)素磺酸鈣35份、2-硫醇基苯駢咪唑25份、辛烯基琥珀酸淀粉酯19份、亞麻酸16份、冰醋酸20份、木聚糖14份、蒙脫石粉8份、亞磷酸二乙酯8份、雙硬脂酸鋁7份、硼酸鎂晶須6份、環(huán)氧大豆油辛酯4份、花青素3份、檸檬酸三丁酯5份、聚酰胺蠟5份；（2）將木質(zhì)素磺酸鈣、蒙脫石粉、雙硬脂酸鋁、硼酸鎂晶須混合，加入到球磨機(jī)中，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為270r/min，球磨成粒徑低于8μm的粉體，隨后將混合粉體放入烘箱中于150℃條件下烘干，得到粉末狀干混料；（3）將聚乳酸、聚丙烯、丁基橡膠、2-硫醇基苯駢咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亞麻酸、冰醋酸、木聚糖、亞磷酸二乙酯、環(huán)氧大豆油辛酯置于混合攪拌機(jī)中，在60℃下攪拌60min，得到混合料，待冷卻后轉(zhuǎn)移到超聲波分散器中，加入等質(zhì)量的丙三醇，隨后以10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.0，以30kHz的頻率超聲分散2h，得到超聲處理混合料；（4）將步驟（2）的粉末狀干混料和步驟（3）的超聲處理混合料置于高溫反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm，攪拌時(shí)間為100min，隨后將混合料放料到冷鍋，降溫至50℃；（5）將冷卻后的混合料加入花青素、檸檬酸三丁酯、聚酰胺蠟，送入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min，擠出溫度為210℃，再經(jīng)包裝、滅菌、冷卻后得到成品。制得的適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例4（1）按照重量份稱取聚乳酸50份、聚丙烯55份、丁基橡膠40份、木質(zhì)素磺酸鈣35份、2-硫醇基苯駢咪唑15份、辛烯基琥珀酸淀粉酯19份、亞麻酸12份、冰醋酸20份、木聚糖10份、蒙脫石粉8份、亞磷酸二乙酯6份、雙硬脂酸鋁7份、硼酸鎂晶須4份、環(huán)氧大豆油辛酯4份、花青素1份、檸檬酸三乙酯5份、聚乙烯蠟3份；（2）將木質(zhì)素磺酸鈣、蒙脫石粉、雙硬脂酸鋁、硼酸鎂晶須混合，加入到球磨機(jī)中，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為270r/min，球磨成粒徑低于8μm的粉體，隨后將混合粉體放入烘箱中于120℃條件下烘干，得到粉末狀干混料；（3）將聚乳酸、聚丙烯、丁基橡膠、2-硫醇基苯駢咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亞麻酸、冰醋酸、木聚糖、亞磷酸二乙酯、環(huán)氧大豆油辛酯置于混合攪拌機(jī)中，在60℃下攪拌40min，得到混合料，待冷卻后轉(zhuǎn)移到超聲波分散器中，加入等質(zhì)量的丙三醇，隨后以10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.0，以25kHz的頻率超聲分散2h，得到超聲處理混合料；（4）將步驟（2）的粉末狀干混料和步驟（3）的超聲處理混合料置于高溫反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm，攪拌時(shí)間為100min，隨后將混合料放料到冷鍋，降溫至50℃；（5）將冷卻后的混合料加入花青素、檸檬酸三乙酯、聚乙烯蠟，送入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，擠出溫度為210℃，再經(jīng)包裝、滅菌、冷卻后得到成品。制得的適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。對(duì)比例1（1）按照重量份稱取聚乳酸50份、聚丙烯45份、丁基橡膠40份、2-硫醇基苯駢咪唑15份、辛烯基琥珀酸淀粉酯13份、亞麻酸12份、冰醋酸10份、木聚糖10份、蒙脫石粉6份、亞磷酸二乙酯6份、雙硬脂酸鋁5份、環(huán)氧大豆油辛酯2份、花青素1份、環(huán)己烷-1,2-二羧酸二異壬基酯3份、聚乙烯蠟3份；（2）將蒙脫石粉、雙硬脂酸鋁混合，加入到球磨機(jī)中，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為220r/min，球磨成粒徑低于8μm的粉體，隨后將混合粉體放入烘箱中于120℃條件下烘干，得到粉末狀干混料；（3）將聚乳酸、聚丙烯、丁基橡膠、2-硫醇基苯駢咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亞麻酸、冰醋酸、木聚糖、亞磷酸二乙酯、環(huán)氧大豆油辛酯置于混合攪拌機(jī)中，在40℃下攪拌40min，得到混合料，待冷卻后轉(zhuǎn)移到超聲波分散器中，加入等質(zhì)量的丙三醇，隨后以10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至7.5，以25kHz的頻率超聲分散1h，得到超聲處理混合料；（4）將步驟（2）的粉末狀干混料和步驟（3）的超聲處理混合料置于高溫反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm，攪拌時(shí)間為100min，隨后將混合料放料到冷鍋，降溫至50℃；（5）將冷卻后的混合料加入花青素、環(huán)己烷-1,2-二羧酸二異壬基酯、聚乙烯蠟，送入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，擠出溫度為180℃，再經(jīng)包裝、滅菌、冷卻后得到成品。制得的適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。對(duì)比例2（1）按照重量份稱取聚乳酸60份、聚丙烯55份、丁基橡膠50份、木質(zhì)素磺酸鈣35份、2-硫醇基苯駢咪唑25份、亞麻酸16份、冰醋酸20份、木聚糖14份、蒙脫石粉8份、亞磷酸二乙酯8份、雙硬脂酸鋁7份、硼酸鎂晶須6份、環(huán)氧大豆油辛酯4份、檸檬酸三丁酯5份、聚酰胺蠟5份；（2）將木質(zhì)素磺酸鈣、蒙脫石粉、雙硬脂酸鋁、硼酸鎂晶須混合，加入到球磨機(jī)中，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為270r/min，球磨成粒徑低于8μm的粉體，隨后將混合粉體放入烘箱中于150℃條件下烘干，得到粉末狀干混料；（3）將聚乳酸、聚丙烯、丁基橡膠、2-硫醇基苯駢咪唑、亞麻酸、冰醋酸、木聚糖、亞磷酸二乙酯、環(huán)氧大豆油辛酯置于混合攪拌機(jī)中，在60℃下攪拌60min，得到混合料，待冷卻后轉(zhuǎn)移到超聲波分散器中，加入等質(zhì)量的丙三醇，隨后以10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.0，以30kHz的頻率超聲分散2h，得到超聲處理混合料；（4）將步驟（2）的粉末狀干混料和步驟（3）的超聲處理混合料置于高溫反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm，攪拌時(shí)間為100min，隨后將混合料放料到冷鍋，降溫至50℃；（5）將冷卻后的混合料加入檸檬酸三丁酯、聚酰胺蠟，送入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min，擠出溫度為210℃，再經(jīng)包裝、滅菌、冷卻后得到成品。制得的適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。將實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-2的制得的適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料分別進(jìn)行大腸桿菌抗菌率、金黃色葡萄球菌抗菌率、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率這幾項(xiàng)性能測(cè)試。表1　大腸桿菌抗菌率（%）金黃色葡萄球菌抗菌率（%）拉伸強(qiáng)度（MPa）斷裂伸長率（%）實(shí)施例193.192.938.3390實(shí)施例292.793.539.1400實(shí)施例393.893.340.5430實(shí)施例493.590.840.2410對(duì)比例162.568.623.6270對(duì)比例263.465.222.7260本發(fā)明的適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料以聚乳酸、聚丙烯、丁基橡膠為主要成分，通過加入木質(zhì)素磺酸鈣、2-硫醇基苯駢咪唑、辛烯基琥珀酸淀粉酯、亞麻酸、冰醋酸、木聚糖、蒙脫石粉、亞磷酸二乙酯、雙硬脂酸鋁、硼酸鎂晶須、環(huán)氧大豆油辛酯、花青素、增塑劑、分散劑，輔以球磨、超聲分散、高溫?cái)嚢?、雙螺桿擠出等工藝，使得制備而成的復(fù)合材料抗菌性能高，且具有相當(dāng)?shù)娜犴g性，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。同時(shí)，本發(fā)明的一種適用于醫(yī)用輸液袋的聚丙烯復(fù)合材料原料廉價(jià)、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3