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以索尔维为例,看砜类聚合物在医疗设备上的应用

聚砜(英语:polysulfone)指的是分子链中有烃基-SO2-烃基结构单元的一类热塑性聚合物材料,简称 PSF 或 PSU。这类聚合物材料以其良好的韧性和高温下的稳定性闻名,由于原材料成本较高,加工较难,聚砜一般用于对材料要求十分苛刻的用途,也是聚碳酸酯的高级代用品。


图 砜聚合物结构通式,R、R'表示含有芳香环的基团

通常所说的PSU是指双酚A型聚砜,又叫PSF。除此之外,常见的聚砜品种还有PES(聚醚砜)和PPSU(聚亚苯基砜,又叫聚苯砜)。

PSU聚砜

PPSU聚亚苯基砜

PESU聚醚砜
从三种砜类聚合物的化学结构看,这些聚合物由芳香基团(亚苯基)与砜基及醚基连接起来所构成,在聚砜中则是与异亚丙基相连接。

上图这些“桥联”基团使聚砜具有了特殊的性能特征:水解稳定性、热氧化稳定性和熔融稳定性、高使用温度以及延展性。在电负性的砜基中,硫原子处于其最高氧化态,为聚合物提供了出色的热氧化稳定性,同时提高了长期使用温度。

图 聚砜塑料的相对耐热能力 来自索尔维

亚苯基醚链段则增加了聚合物主链的柔韧性,表现为高的韧性、伸长率、延展性以及易于进行熔融加工。卓越的水解稳定性是聚砜与其它的热塑性工程材料的不同之处,它归结于亚苯基砜基和醚基的抗水解性。

图 聚砜塑料的水解稳定性 来自索尔维

砜类聚合物作为耐高温透明热塑性塑料,具有比其它透明塑料更高的韧性、强度和水解稳定性,以及与生俱来的阻燃性和高透明度,以及良好的耐环境应力开裂能力,同时还具有良好的耐酸碱性、耐化学药品性、低发烟性、低吸湿性、不易燃性、电性能、高尺寸稳定性、抗蠕变性、无毒性等特性,可满足医疗器具需要耐蒸汽消毒、耐冲洗、 耐消毒剂等苛刻的要求,在医疗设备领域应用广泛。

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索尔维砜类聚合物在医疗设备上的应用


作为全球聚砜龙头企业,索尔维医疗级高性能砜类聚合物产品系列包括 Udel 聚砜、Veradel® HC PESU聚醚砜、Radel 聚亚苯基砜等,性能优异且可承受目前所有的灭菌技术。


Udel® PSU聚砜


Udel® PSU因在高温下依然具有出色的韧性、稳定性和强度而闻名, 并因此成为聚碳酸酯的优秀替代材料。

主要特性:
• 高透明度
• 耐强力消毒剂
• 耐常规灭菌方式 (如蒸汽, 低温等离子等)
• 比聚碳酸酯更高的耐热性和更好的水解稳定性
• 高温、长期载荷下的低蠕变

典型应用:
外壳、接头、连接器、湿化器外壳和呼吸机部件。

图 Udel® PSU 应用于婴儿呼吸器

图 Udel® PSU 应用于生物制药用连接器及透析器

图 Udel® PSU 应用于可重复使用的医用插管箱

Veradel® HC PESU 聚醚砜


Veradel® HC PESU在所有砜类聚合物中拥有最强的刚性,使其尤其适用高温电气应用。

主要特性:
• 透明度优于PEI
• 耐热性高于PSU
• 耐强力消毒剂
• 流动性好, 适用于复杂几何结构
• 出色的电气性能
• 可供透明和不透明色

典型应用:
血液透析机泵壳组件和传感器透明外壳

图 Veradel® HC PESU A-301应用于传感器外壳

Radel® PPSU聚苯砜


Radel® PPSU是一种极其有韧性的透明塑料,在我们的砜类聚合物中拥有最好的性能。

主要特性:
• 高透明度
• 出色的韧性和抗冲击强度
• 出色的耐化学性能, 耐强力消毒剂
• 可采用超声波焊接和硅橡胶二次成型
• 与生俱来的阻燃性
• 优异的电气性能
• 可供透明和不透明色

典型应用:
体外诊断用移动装置外壳、连接头、叶轮、试剂托盘、支架和小瓶架

图 Radel® PPSUR-5000应用于Ricordi 腔室

图 Radel® PPSU应用于组织切片染色机传动带

图 Radel® PPSU应用于抽脂设备部件

图 Radel® PPSU应用于高压叶轮

图 Radel® PPSU应用于可重复使用医用面罩

图 Radel® PPSU应用于可重复使用医用面罩头带(3D打印)

图 Radel® PPSU应用于牙科手柄

图 Radel® PPSU应用于医用手持扫描设备

图 Radel® PPSU应用于髋关节拉钩

图 Radel® PPSU应用于消毒盒

图 Radel® PPSU应用于麻醉机和呼吸机部件

图 Radel® PPSU应用于内窥镜手柄

医疗器械品类众多,可分为高值医用耗材、低值医用耗材、医疗设备、 IVD(体外诊断)四大类。根据使用场景和功能不同,高值医用耗材细分为骨科植入、血管介入、神经外科、眼科、电生理与起搏器等等。根据技术原理和功能差异,医疗设备可分为诊断设备(影像诊断如 DR、彩超、磁共振)、治疗设备 (各类手术器械、放射治疗机械)等;医疗器械细分领域虽差异巨大,但是每一个环节都需要其参与,医疗器械的制备涵盖高分子材料、电子、机械、生命科学等。欢迎加入艾邦医疗塑料耗材产业交流群探讨:

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