医疗器械配件耐高温塑料注塑

医疗器械配件耐高温塑料注塑

      医疗器械配件高温塑料注塑是为了医疗器械,医疗设备, 医疗耗材或其他的工程领域需要塑料在高温工作环境下仍然具备高的机械性能和耐化学性能的工程塑料.但是有的耐高温塑料应用于医疗器械时,并不是因为他的耐高温, 有时候是轻量化, 自润滑和耐磨等性能. 医疗耗材需要高温或蒸汽消毒的时候也需要考虑耐高温塑料 比如PPSU LCP 和PES.

      普通的PP和尼龙的机械工作条件一般在100℃, PC 的一般工作温度在140℃以下. 根据不同的厂家的塑料,其耐温性能有一定的差距,特别是一些改性的普通塑料跟原料差距更明显.

      耐高温工程注塑塑料是一类由于它本身的特殊结构，在高温工作环境下，仍然能保持它自已具有比较高机械性能的塑料. 大多数耐高温的塑料需要在注塑生产的时候需要高温注塑, 这对于注塑机的发热系统有更高的温度要求. 在大多数注塑机中默认配置的炮筒温度在350度以下. 下面我们简单介绍下耐高温的一些医疗级塑料.

医用级LCP塑料。

       LCP兼具全芳族聚酯和共聚酯结构设计。它还兼具细致的线性聚合物链结构设计，构成具有较好单向机械性能的制品。较好的高温性能(热变形温度为121-355℃)、较好的耐辐射性、耐水解性、耐候性、耐化学性、阻燃性、低烟产生、稳定性高、低吸湿性、极低的线性膨胀系数、高冲击强度和刚性(LCP在同等重量下比钢强，但刚性仅为钢的15%)。LCP可耐受酸，溶剂和碳氢化合物等化学物质，并兼具比较好的阻隔性能。LCP应用于医疗行业。固定压缩板LCP是一种基于动态压板和点接触板开发的新型骨折内固定技术应用。医用级LCP塑料具备固定可靠性，拔钉率低，并发症少的优势。手术效果强，内固定能够开始早期功能训练，能够减短患者受伤后的恢复期，充分地发挥关节功能。

医疗级PEEK塑料

      在医疗植入的材料领域，钛和钴铬合金长时间占有主流地位，但是偏贵的价格也使其应用受到限制。近些年，PEEK的材料鉴于出众的生物相容性、机械性能和更低的价格，越发的多地采用植入物领域. 这里需要注意的是, 植入级, 医疗级和普通级的塑料原料都有比较大的区别, 认证和塑料的成分和生产环境都不同.

PEEK聚醚醚酮是一款具备着耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料，可制造加工成各种机械零部件，如汽车齿轮、油筛、换档启动盘；飞机发动机零部件、自动洗衣机转轮、医疗器械零部件等。下面说下PEEK性能特点性能：

• 耐腐蚀、抗老化

• 抗溶解性；

• 高温高频高压电性能需求

• 韧性和刚性兼备；

• 尺寸追求精密需求

• 耐辐照耐磨、耐腐蚀需求

• 耐水解，高温高压下仍可保持着优异性能特点；

• 轻量取代金属作光纤元件

• 耐磨损、抗静电电绝缘性能好；

• 机械强度追求高部件

• 低烟尘和毒气排放性。

       这里我们举例一个非医疗领域的应用, 比如复印机的分离爪、特殊耐热轴承、链条、齿轮等，用PEEK树脂代替金属作为它们的的材料时，可以使部件轻量化、耐疲劳，并能够做到无油润滑, 同样的道理我们在医疗设备领域的传动件也可以考虑PEEK. 

医疗级PES

      PES是目前应用较少的一种特殊工程塑料。PES优异的耐热性、物理机械性能、绝缘性等特点，特别是其可在高温下连续使用，在温度急剧变化的环境中仍能保持性能稳定，已被广泛应用于众多领域。

      聚酯树脂不仅具有优良的耐热性和机械性能，而且具有良好的加工性能，它既能挤出成型，又能注射成型、模压成型、吹塑成型、吸塑成型和制作发泡体，还可用于医疗器械二次加工、食品机械领域，如镀膜、超声融接、机加工、溶剂粘接、涂敷等。

      再医疗器械领域,PES的主要使用可采用蒸汽灭菌、干蒸(180℃)灭菌、V射线灭菌等方法进行消毒，且能耐重复消毒等特点。主要产品有：接触透镜消毒器、牙科钻柄、手术容器、注射器具、食品工业用阀门、管道。下面举例一个非医疗器械的应用方便你了解如何应用于医疗器械的机械领域.

      由于PES高温、蠕变、尺寸稳定性、耐油性和韧性好等优点，被广泛应用于一般树脂无法满足使用要求的地方。已研制的主要产品有各种机械杠杆、柄、架等，X-射线观察镜、锯、机发动机及汽化器绝缘件，活塞环，耐高温滚珠，齿轮，影印机零件，照相机零件，电影放映机配件，工业用吹风机罩，汽车空调配件，电弧焊枪手柄，各种分析仪器配件等。 下面列下PES 的一般性能:

• 耐高温：热变型温度在200~220℃之间，连续使用温度在180~200℃之间，UL温度指数180℃。

• 耐水解：可耐150~160℃的热水或蒸汽，在高温下还能抗酸、碱腐蚀。

• 模量与温度的关系：模量在-100℃至200℃之间几乎不变，尤其是超过100℃时，其性能优于其它类型热塑性树脂。

• 抗蠕变：在低于180℃的温度范围内，其抗蠕变性能在热塑性树脂中最为优异，尤其是玻璃纤维增强PES树脂，其抗蠕变性能优于某些热固性树脂。

• 尺寸稳定性：线膨胀系数小，温度对膨胀系数的依赖程度小。以30%玻璃钢PES树脂为特征，其线膨胀系数仅为2.3×10-5/℃，并可维持到200℃，仍可达到铝的水平。

• 抗冲击：具有与聚碳酸酯一样的抗冲击性能。未加强的树脂可进行铆接，但对尖端切口比较敏感，所以在设计时要注意。

• 无毒性：卫生标准，经美国FDA认证，并符合日本厚生省第434号和178号公告的要求。

• 难燃：具有自熄灭特性，不加任何阻燃剂，即具有优良的难燃性能，达UL94V-0级(0.46mm)

• 耐化学品性：PES耐汽油、机油、润滑油及其他油类清洁剂，氟利昂等清洁剂，其耐溶剂开裂的性能最佳非晶态树脂。但是其耐丙酮、氯仿等极性溶剂性能较差，使用时应引起注意。

下面我们从高温模具和高温注塑方面介绍下.

耐高温塑料注塑模具的制作

      耐高温塑料注塑模具需要模具温度相比普通模具注塑高很多, 很多耐高温塑料需要模具温度在100度到200度. 这需要模具钢料选择的时候能保持高温下钢料的机械性能, 可以选择加硬钢料比如H13, S136 和8407 等钢料. 如果是透明的颜色考虑使用全硬的不修钢. 在流动性比较差的高温塑料, 需要考虑模具需要充分的排期. 

  注塑模具可以使用热电偶加热也可以使用高温油温加热.

高温注塑材料注塑成型

       需要注塑机是高温炮筒, 普通注塑机一般在350度以下的炮筒温度, 需要使用陶瓷发热圈或红外发热圈在注塑机炮筒, 同时注塑机螺杆和炮筒需要在高温下保持机械性能, 特别是注塑机的螺杆, 这些都需要使用特殊材料制造的合金螺杆和合金炮筒.

  高温注塑生产的时候,也特别需要注意生产人员的烫伤等问题, 安全操作模具运水接拆和人员不要靠近注塑机炮筒.

       总之在耐高温医疗塑料的选择方面需要根据医疗器械,医疗耗材, 医疗设备和医疗配件使用和工作的环境考虑材料的选择. 特别在模具设计阶段就需要详细说明需求和为此需要考虑高温塑料的选择. 在高温塑料注塑阶段从高温塑料的注射特性, 模具设计和注塑工艺等等全方位考虑高温塑料的生产. 一定需要在模具生产制造前期做好可制造性分析.