通常,醫用級 PP 材料要滿足《YY/T 0242?2007醫用級聚丙烯的安全標準》中對紫外吸光度的要求。但在很多應用中,純PP的性能往往無法滿足該標準,必須通過改性才能實現。
PP 材料一般采用加熱熔融擠出等工序進行改性,容易發生熱分解、熔體流動速率變大、產品變黃、力學性能變差等問題,因此一般會加入抗氧劑,以延緩或阻止加工對材料性能的影響。

有人將均聚PP與共聚PP進行共混,分別測試了其在輻射滅菌與濕熱滅菌作用下的性能變化。
測試發現,2種滅菌方法均能增大共混PP材料的彎曲強度、拉伸強度和彎曲模量,但降低了其沖擊強度,其中質量比為7:3和9:1的共混聚丙烯的綜合性能,經2種滅菌方式處理后,均能達到醫用聚丙烯材料的標準要求。
隨著醫用PP輸液瓶材料逐漸成為主流材料,必將產生越來越多的廢舊醫用PP 材料。另外,隨著全球經濟社會的發展,能源的供需矛盾不斷加深,廢舊醫用 PP 材料的原材料會出現供應不足。隨著人們對生態環境保護及資源高效可持續利用的重視,回收再生利用技術的研發會越來越受到重視。
醫用PP材料回收與利用的研究現狀
近幾年,國家資源短缺成為了一個重大戰略問題,根據中國物資再生協會(CRRA)的技術規范和標準要求,廢舊醫用PP輸液瓶材料逐漸成為制造醫用PP輸液瓶的主要材料。其方法一般有直接利用和改性再利用兩種。
直接利用就是把未經處理的廢舊醫用PP料通過清洗、烘干、粉碎等方式,轉換為有實用價值的產品;改性再利用就是將廢舊醫用PP料采用物理或化學方法進行改性,使其具備原有的性能,以達到再利用標準要求的一種方法。
改性后的再生醫用PP材料,其力學性能顯著增強,具有較高的附加值,可用于制作高端 PP 塑料制品。目前主要有3種改性方法,分別是填充改性、共混改性和混雜復合改性。?
填充改性是在PP材料的加工過程中,在基體中填充無機材料,或者將PP材料粉碎后,通過填充方法制備PP復合材料。
纖維素或者無機填料顆粒等分子會阻礙PP分子鏈的運動,從而影響其晶型、 結晶度、分子鏈間的作用力、玻璃化轉變溫度與注塑工藝條件等。填充改性在降低成本的同時增強了PP材料在某些方面的力學性能。
共混改性是通過擠出機等設備,按照一定的工藝參數,把2種或2種以上性能匹配的聚合物材料進行混合,通過不同聚合物之間結構-性質的互補性和協同作用,增強PP材料的某些性能或某種性能。
共混改性可顯著增強醫用PP材料的透明性、 低溫脆性、抗靜電性和著色性等性能。近年來聚合物材料的共混改性研究的發展速度飛快,已成為眾多研發人員與工程技術人員的研究熱點。
只用一種填料與廢舊醫用PP材料混合,得到 的復合PP材料往往只能提升其在某一方面的性能, 而對其他方面性能的增強有限,甚至是顧此失彼。
為了增強醫用復合PP材料的韌性,加入彈性體和 成核劑等添加物,可以調控醫用復合PP材料的強度與韌性等力學性質,使之呈現均衡性。這種方法可制備性能優良的PP/彈性體/無機剛性粒子類型的多元醫用復合PP材料。
醫用 PP管,來源:bing
目前,醫用PP材料再利用方面的研究大多還處于無序或者低層次加工狀態,技術還比較單一,再生廢舊醫用PP材料的附加價值普遍偏低,回收再利用問題還沒有得到人們的足夠重視。
普通PP材料的透明性和衛生性能等達不到生產醫用PP制品的要求標準,應受到限制。為使PP材料達到醫用標準的要求,必須對PP材料進行改性。
醫用PP專用料必須具有生物兼容性和醫學功能性2種基本性能。此外還應當具有相應的力學性能和加工性能,并能經受環氧乙烷(EO)的消毒處理等。
當前,國內外的研究者對醫用聚丙烯性能的研究還很少,我國在醫用聚丙烯領域經過近50 年的發展探索,在一次性醫藥器械如一次性注射器、輸血、輸液管等方面,有了相應的聚丙烯產品和《YY/T 0242?2007醫用級聚丙烯安全標準》,國外則已經廣泛應用在了包裝材料、實驗室器具、高端醫療器材等領域。
原文始發于微信公眾號(艾邦醫用高分子):醫用PP材料及其回收與利用的研究