医疗级pp 医疗领域常用工程塑料介绍

本文主要介绍了常用的医用工程塑料，它们由易于加工的材料组成。相对于重量而言，这些塑料往往成本较高，因为大多数材料在加工过程中会因碎片而损失。

以下是适用于加工的更容易获得的材料列表，这些材料以符合FDA标准的等级出售。这些材料与塑料供应商一起被列为工程塑料。请咨询您的供应商，以确保您订购的材料符合FDA标准并符合您的预期用途。这里列出的塑料并非都是USP六级。然而，如果应用不涉及患者接触或用于患者接触的液体通道，这不是问题。

我们还列出了一些高性能工程塑料。这些适用于有特殊要求的应用。与普通塑料相比，这些塑料的成本可能非常高。

1.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物

三元共聚物由苯乙烯-丙烯腈和丁二烯合成橡胶制成。SAN(苯乙烯-丙烯腈)赋予ABS硬度和表面光滑度，丁二烯赋予ABS韧性。一般4英寸厚的板材和6英寸直径的棒材可以用塑料制成，可以很容易地粘接和层压，形成更厚的板材和部件。由于其成本合理，加工容易，是计算机数控制造原型的常用材料。

图INEOS ABS材料应用于输液穿刺器

2.丙烯酸树脂

丙烯酸树脂实际上是最早的医疗器械塑料之一，目前仍普遍用于间变性修复体的成型。*丙烯酸基本上是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

丙烯酸树脂坚固、透明、可加工且可粘合。粘接丙烯酸的常用方法是用氯甲烷溶剂粘接。丙烯酸几乎有无限多种棒状、片状和板状，以及各种颜色。丙烯酸树脂特别适合光导管和光学应用。

标牌和显示器用丙烯酸树脂可用于基准测试和原型；然而，在任何临床试验中使用它之前，必须小心确定医疗等级版本。商品级丙烯酸树脂可能含有抗紫外线、阻燃剂、抗冲改性剂等化学物质，不适合临床使用。

3.聚氯乙烯

PVC有刚性和柔性两种形式，取决于是否添加增塑剂。水管一般用PVC。

聚氯乙烯的主要缺点是耐候性差，冲击强度相对较低，热塑性片材重量高(比重:1.35)。它容易被刮伤或损坏，并且具有相对低的热变形点(160)。

未增塑聚氯乙烯以两种主要配方生产:第一类(耐腐蚀性)和第二类(高冲击性)。I型聚氯乙烯是最常用的聚氯乙烯，但在要求比I型冲击强度更高的应用中，II型具有更好的抗冲击性和稍微降低的耐腐蚀性。在需要高温配方的应用中，用于高纯度应用的聚偏二氟乙烯(PVDF)可以在大约280°F下使用..

4.聚碳酸酯

聚碳酸酯(PC)是最坚韧的透明塑料，对于原型医疗设备非常有用，尤其是如果使用UV固化胶的话。PC有棒、板、片等几种形式，很容易组合。

虽然PC的十几个性能特性可以单独使用，也可以组合使用，但最常依赖的是七个。PC具有高冲击强度、水中透明性、良好的抗蠕变性、宽的使用温度范围、尺寸稳定性、耐磨性、硬度和刚性，尽管它具有延展性。

PC容易被辐射杀菌变色，但有辐射稳定等级。

5.聚丙烯

PP是一种重量轻、价格低、熔点低的聚烯烃塑料，非常适合热成型和食品包装。PP易燃，如果要求防火，请找阻燃(FR)等级。PP抗弯，俗称“百折胶”，PP可用于弯曲应用。

图巴塞尔聚丙烯清洗剂在皮肤检测仪中的应用

6.聚乙烯

聚乙烯(PE)是食品包装和加工中常用的材料。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有高耐磨性、低摩擦系数、自润滑、表面不粘连和优异的耐化学疲劳性能。它在非常低的温度下(例如液氮，-259℃)也能保持高性能。UHMWPE在华氏185度左右开始软化，失去耐磨性。

由于UHMWPE在温度变化时具有相对较高的膨胀和收缩率，因此不建议在这些环境中应用紧密公差。

PE由于表面能高，表面无粘性，可能很难粘接。部件最容易通过紧固件、过盈配合或卡扣配合来安装。乐泰公司生产氰基丙烯酸酯粘合剂(CYA)(LoctitePrism表面不敏感的氰基丙烯酸酯和底漆)，用于粘合这些类型的塑料。

UHMWPE还成功地应用于骨科植入物。它是全髋关节置换术中髋臼杯最常用的材料，也是全膝关节置换术中胫骨平台组件最常用的材料。适用于高度抛光的钴铬合金。*请注意，适合骨科植入物的材料是特殊材料，不是工业版本。医疗级UHMWPE由西湖塑料有限公司销售。)商品名Lennite。

7.聚甲醛

杜邦的Delrin是最著名的聚甲醛之一，大多数设计师都用这个名字来称呼这种塑料。聚甲醛是由甲醛合成的。聚甲醛最初是在20世纪50年代初开发的一种坚韧耐热的有色金属替代品，俗称“赛钢”。它是一种韧性塑料，摩擦系数低，强度高。

Delrin和类似的POM很难粘接，机械装配比较好。Delrin通常用于加工医疗设备的原型和封闭夹具。它具有很高的可加工性，因此非常适合需要强度、耐化学性和材料符合FDA标准的原型加工设备。

Delrin的一个缺点是对辐射杀菌敏感，往往会使POM变脆。如果通过辐射消毒，卡扣配合、塑料弹簧机构和负载下的薄片可能会破裂。如果要对POM零件进行灭菌，可以考虑使用EtO、Steris或高压釜，这取决于设备是否含有任何敏感元件，如电子设备。

图巴斯夫超形态聚甲醛应用于胰岛素笔

8.尼龙(聚酰胺，聚酰胺)

尼龙有6/6和6/12配方可供选择。尼龙坚韧耐热。标识符6/6和6/12是指聚合物链中的碳原子数，6/12是一种具有较高耐热性的长链尼龙。尼龙不像ABS或Delrin(聚甲醛)那样可加工，因为它容易在可能需要去毛刺的零件边缘留下粘性碎片。

尼龙6是最常见的一种，是杜邦在二战前开发的。然而，直到1956年，随着化合物(助催化剂和促进剂)的发现，浇铸尼龙才变得具有商业可行性。采用这种新技术，聚合速度大大提高，实现聚合所需的步骤减少。

由于加工限制较少，铸造尼龙6提供了最大的阵列尺寸和任何定制形状的热塑性塑料之一。铸件包括棒材、管材、管材和板材。它们的大小从1磅到400磅不等。

图室温硫化尼龙6/6在外科剪刀中的应用

9.氟化乙烯丙烯(FEP)

氟化乙烯丙烯(FEP)具有四氟乙烯(TFE)的所有理想特性，但其存活温度较低，为200℃(392℉)。与聚四氟乙烯不同，FEP可以通过常规方法注射成型并挤压成棒材、管材和特殊型材。这成为优于聚四氟乙烯的设计和加工优势。它可以提供高达4.5英寸的棒材和高达2英寸的板材，FEP在辐射灭菌方面的性能略优于聚四氟乙烯。

高性能工程塑料

注意:这些高性能工程塑料(特殊订单)的可用性可能更有限。有些也可能相当贵。

10.聚醚酰亚胺

Ultem 1000是通用电气公司为注塑而设计的热塑性聚醚酰亚胺高热聚合物。随着挤压新技术的发展，A. L. Hyde、Gehr、Ensinger等厂家生产各种型号、尺寸的Ultem 1000。Ultem 1000结合了优异的可加工性，在高热应用中(连续使用高达340℉)与PES、PEEK和Kapton相比具有节约成本的优势。Ultem可高压灭菌。

11.聚醚醚酮

聚醚醚酮(PEEK)，Victrex plc (UK)的商标，是一种结晶高温热塑性塑料，具有优异的耐热性和耐化学性，优异的耐磨性和耐动态疲劳性。推荐用于要求高连续工作温度(480℉)和极低烟雾排放以及暴露在火焰中的有毒烟雾的电气部件。

聚醚醚酮符合保险商实验室(ul)94v-0，0.080英寸的要求。该产品具有很强的抗辐射能力，甚至超过聚苯乙烯的耐受力。唯一能攻击PEEK的常见溶剂是浓硫酸。聚醚醚酮具有优异的耐水解性，可在高达500华氏度的蒸汽中运行。

照片PEEK医疗级

12.聚四氟乙烯

TFE或PTFE(聚四氟乙烯)，俗称Teflon，是三大氟碳树脂之一，完全由氟和碳组成。这一组中的其他树脂，也称为特氟隆，是全氟烷氧基碳氟化合物(PFA)和FEP。

氟和碳结合在一起的力在紧密对称排列的原子中提供了已知最强的化学键之一。这种粘合强度加上链构型的结果是相对致密、化学惰性和热稳定的聚合物。

TFE耐热，几乎耐所有化学物质。除少数外来物种外，它不溶于所有有机物。它的电气性能非常好。虽然具有较高的冲击强度，但与其他工程热塑性塑料相比，其耐磨性、拉伸强度和抗蠕变性较低。

TFE是所有固体材料中介电常数最低、耗散因子最低的。TFE由于化学键强，对不同分子几乎没有吸引力。这导致摩擦系数低至0.05。虽然聚四氟乙烯摩擦系数低，但由于其抗蠕变性和耐磨性低，不适合承重骨科应用。约翰·查恩利爵士在20世纪50年代末全髋关节置换的开创性工作中发现了这个问题。*

注意:含氟聚合物(TFE和PTFE)对辐射灭菌比较敏感。聚四氟乙烯明显难以粘结；然而，化学或等离子蚀刻可用于产生可结合的表面。

13.聚砜和聚苯砜(简称聚砜或PSU)

聚砜最初由英国石油公司(BP Amoco)开发，目前由苏威公司制造，商品名为Udel，聚苯砜以商品名Radel出售。

聚砜是一种坚韧、刚性、高强度的透明(浅琥珀色)热塑性塑料，可以在-150°F至300°F的宽温度范围内保持其性能。它是为FDA批准的设备设计的，也通过了USP类(生物)的所有测试。它符合国家健康基金会的饮用水标准，高达180华氏度。聚砜具有非常高的尺寸稳定性。在暴露于300°F的沸水或空气体后，线性尺寸变化通常为1%或更小十分之一。聚砜对无机酸、碱和盐溶液的耐受性高；即使在高温中等应力水平下，对洗洁精和烃油的耐受性也很好。聚砜不耐极性有机溶剂，如酮、氯代烃、芳烃等。

Radel用于要求高耐热性和高冲击强度的仪器托盘，以及医院高压灭菌托盘应用。聚砜工程树脂结合了高强度和长期耐反复蒸汽灭菌。这些聚合物已被证明是不锈钢和玻璃的替代品。医用级聚砜是生物惰性的，在灭菌过程中具有独特的长寿命，可以是透明的或不透明的，并且耐大多数常见的医院化学品。

图苏威PSU应用于生物制药的连接器和透析器

正文部分来自知乎专栏，作者Meddi；照片:爱邦

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