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氟聚合物医用导管加工安全要点-1

FEP、PFA、PVDF和ETFE等材料以其优异的物理性能而著称,在许多医用场合具有应用潜力,如用于静脉(IV)导管、胰岛素输注的微型管、用于内窥镜检查和心脏装置的单腔和多腔管,以及用于导管回流制造辅助的热收缩管等。本文介绍氟聚合物加工时对挤出设备和安全性方面需考虑的一些重要因素。

氟聚合物管材挤出设备 
典型氟聚合物挤出加工螺杆采用单螺纹设计,压缩比为3:1。在一些情况下,螺杆端部会配备低剪切Saxton型分布混合器。尽管Inconel和Hastelloy两种合金耐腐蚀,但与由4140或4340热处理钢制造的普通螺杆相比,这些特种金属的抗扭强度较低。例如,Hastelloy 625的屈服强度约为52,000 psi (359 MPa),约为28-32 Rc 4140钢的一半。Inconel 625的强度稍高于Hastelloy C276,但耐腐蚀性能不如Hastelloy C276。

 

在使用Inconel和Hastelloy螺杆加工其他不具腐蚀性的聚合物如PEEK、聚砜(PSU)和聚醚酰亚胺(PEI) 时,要小心防止螺杆断裂。例如,Graham工程公司的Steve Maxson FEP静脉留置管1″(25mm)挤出机配备有5HP电机,设计螺杆速度为100RPM,在冷启动时很可能会使Hastelloy 625制造的螺杆断裂。

氟聚合物具有较高的熔点。例如,PFA的熔点约为305℃。FEP的机筒设置温度在315-390℃(600-740℉)的范围内;因此挤出机机筒加热器应当由铸造青铜制造,额定最高温度为480℃ (900℉)。由于工作温度高,所以在机筒上应当使用特种双层机筒安全罩,保护操作人员,防止发生烫伤。

 

氟聚合物还对管材表面熔体破坏高度敏感(出现“鲨鱼皮”),这是随生产速度提高,模头间隙中的过高剪切力引起的。避免熔体破坏的典型方法是采用较大的模头间隙,这意味着要使管材具有较大的拉伸比。许多聚合物常采用3:1- 20:1的模头拉伸比,而氟聚合物加工商采用50:1或更大的拉伸比。