План Состав и свойства резиновых медицинских изделий Технологический процесс получения резины Методы испытания резиновых изделий 1
2 Резина представляет собой полимерный материал с низкой способностью к высоко эластичной деформации в достаточно широком интервале температур Резины отличаются от каучуков наличием между длинными цепными молекулами прочных поперечных связей, возникающих при вулканизации Различными технологическими приемами из резины возможно изготовление разнообразных по форме и назначению изделий Сырой резиновой смеси можно придать любую конфигурацию путем формования, штампования или литья под давлением
3 Требования к резиновым изделиям медицинского назначения: не должны обладать токсичностью, не должны иметь неприятный запах, должны быть устойчивы к воздействию света, должны быть устойчивы к воздействию растворителей, должны иметь привлекательный вид
Резинами называют высокомолекулярные соединения, которые получают при вулканизации смеси натурального или синтетического каучука с различными ингредиентами (добавками) 4
5 Каучук натуральный - это эластичный материал, высокомолекулярный полимер изопрена С 5 Н 8.
6 Синтетический каучук - высокополимерный, каучукоподобный материал. Его получают полимеризацией или сополимеризацией бутадиена, стирола, изопрена, хлорпрена, изобутилена, нитрила акриловой кислоты. Подобно натуральным каучукам, синтетические имеют длинные макромолекулярные цепи, иногда разветвленные, со средним молекулярным весом, равным сотням тысяч и даже миллионам.
7 Состав и свойства резин медицинского назначения На основе одних и тех же ВМС можно получить резины с различными физико-механическими свойствами, однако такие показатели, как биологическая инертность и отсутствие заметного влияния на свертываемость крови, определяются в основном свойствами исходного полимера. Отличительной особенностью резин медицинского назначения является то, что их нельзя изготавливать из регенерата — продукта вторичной переработки резины.
8
9 Чаще всего в медицине применяются изделия из натурального каучука; изопреновых каучуков (марок СКИ-3 в России, IR -307 IR -310 в США), содержащих неокрашенные и нетоксичные анти- оксиданты ; фторсодержащих (СКФ-26 и СКФ-32,) и кремнийорганических каучуков (марок СКТВ в России). Причем последние все больше вытесняют натуральный каучук. Как правило, в состав резин входит 6—7 компонентов, однако в ряде случаев они могут содержать до 20 компонентов.
10 Кроме каучуков в состав сырой резиновой смеси входят вулканизирующие агенты, ускорители вулканизации, наполнители, смягчители, противостарители, усилители, красители, специальные вещества и др. Выбор химических соединений определяется химическим строением каучука, назначением, условиями эксплуатации и возможностями технологического процесса смеси и изделия
11 Вулканизующие агенты для изделий медицинского назначения — сера и органические пероксиды. Серу в основном применяют для сшивания ненасыщенных каучуков, используемых для производства предметов ухода за больными. Органические пероксиды применяют для сшивания полиорганосилоксановых резин марок СКТВ, что позволяет получать на их основе физиологически инертные резины, и реже — для сшивания изопреновых каучуков. Из органических пероксидов для кремнийорганических резин чаще всего используют пероксид бензоила и 2,5-ди-бутилперокси)-2,5-диметилгексан; причем последнее соединение позволяет получать резины без неприятного запаха.
12 Ускорители — оксиды цинка, магния, свинца, пероксидов калия, натрия, ускоряют процесс вулканизации. Выбор ускорителя зависит от природы вулканизующего агента. Так, для серы используют оксид цинка.
13 Наполнители удешевляют стоимость резин и улучшают их исходные физико-механические свойства. Для изделий медицинского назначения часто применяют мел, каолин, тальк, оксиды кремния и цинка и др.
14 Красители придают изделиям из резины необходимый товарный вид и одновременно влияют на физико-механические свойства и термостойкость. Чаще всего для изделий медицинского назначения используют оксиды цинка, титана, железа и др.
15 Мягчители, или пластификаторы, служат для облегчения процесса смешения резиновой смеси ( гомогенизации ) при ее приготовлении, придания резине пластичности и морозоустойчивости — нефтяной гудрон, керосин, бензин, масло льняное. В кремнийорганические резины пластификаторы, как правило, не вводят, поскольку их пластичность достаточна для переработки.
16 Противостарители вводят для замедления окислительных процессов, протекающих при переработке и эксплуатации резин, а также защиты от действия светового излучения. В настоящее время в качестве антиоксидантов используют для изопреновых каучуков ароматические фенолы ( ионол ) и амины. Перспективным является использование для стабилизации резин медицинского назначения нецепных ингибиторов — продуктов разложения формиатов и оксалатов металлов переменной валентности
17 Усилители вулканизации повышают прочность материала на разрыв. В качестве усилителей используют белую сажу (аморфный дисперсный кремнезем), каолин, столярный клей, оксид цинка и др. Для кремнийорганических каучуков в качестве усиливающего наполнителя часто используют аэросил, также антиструктурирующие агенты — силанолы и тем самым увеличивают срок хранения смеси до 6 месяцев. Красители (берлинская лазурь, оксиды цинка, железа, титана, хрома, сульфаты цинка, бария и др.) играют защитную роль при хранении и эксплуатации резиновых медицинских изделий, а также используются для придания резинам определенного цвета.
18 Специальные вещества вводятся в резиновую смесь для придания ей определенных потребительских свойств. Например, для получения пористой резины, идущей на изготовление губок, в состав резиновой смеси добавляют углекислый аммоний; для придания резине магнитных свойств — феррито-бариевый порошок, для получения резины, защищающей от рентгеновских лучей, — соли свинца.
19 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕДИЦИНСКИХ РЕЗИНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ СКЛАДЫВАЕТСЯ ИЗ СЛЕДУЮЩИХ ОПЕРАЦИЙ: получение резиновой смеси; изготовление полуфабриката; формообразование или получение резиновых изделий; вулканизация; послеформовая обработка, монтаж, разбраковка; контроль качества, маркировка, упаковка.
20 Получение резиновой смеси включает четыре основные стадии 1. Пластификация каучука проводится в резиносмесителях при t - 100—110 °С и давлении 8—10 атм. Предварительно каучук режут на куски и развешивают. 2. Подготовка ингредиентов резиновой смеси и введение их в определенной последовательности. Если ингредиенты поступают в некондиционном виде, необходима предварительная подготовка. Светлые ингредиенты (например, мел, каолин) подвергают струйно-воздушной сушке и воздушной сепарации (отсеиванию).
21 3. Смешение проводится в резиносмесителях в течение 20—40 мин. 4. Охлаждение резиновой смеси с помощью различных охлаждающих устройств: душирующие системы, фестонные охлаждающие устройства, обычные ванны и т.д. Температура охлаждающей воды должна быть 8—10 °С.
22 Качество полученной гомогенной резиновой смеси проверяется в контрольной лаборатории подготовительного цеха. От каждой заправки отбирают несколько проб и проводят экспресс-контроль; при этом определяют пластичность смеси, твердость, плотность.
23 Изготовление полуфабриката или заготовки. Эта операция проводится при изготовлении резиновых грелок, пузырей для льда, суден подкладных, катетеров, трубок. Обычно резиновые заготовки для трубчатых изделий изготавливают экструзией ( шприцеванием ) на червячных прессах. Заготовки экструдируются в виде шнуров и полос прямоугольных сечений. По выходе из червячной машины заготовки проходят через ванны с эмульсией, затем их укладывают на лотки.
24 Листование резиновой смеси проводят каландрированием на 4—7 валках, последний валок имеет рифленый узор. Заготовки получают резкой каландрованных резин. Способы резки различают в зависимости от направления реза, требуемых очертаний детали и вида материала. Используют дисковые, клиновые, циркульные и штанцевые ножи, вырубные прессы
25 Формообразование или получение резиновых изделий проводят одним из следующих методов Компрессионное формование (прессовый способ). Литьевое формование (литье под давлением). Ручная клейка Экструзия ( шприцевание ) Метод макания
26 Компрессионное формование (прессовый способ) - в гнезда одной из полуформ пресс-формы закладывают заготовки каландрованных резин. После этого полуформы совмещают и помещают в пресс. Под действием усилия прессования (давление 3 атм ), температуры (140—150 °С) в резиновой смеси возникают напряжения деформации, приводящие к течению смеси, в результате которого резиновая заготовка приобретает конфигурацию гнезда формы. При производстве грелок, пузырей для льда, кругов подкладных между двумя полуформами помещают сердечник для образования внутренней полости. Через 10—15 мин форму извлекают из пресса, раскрывают, производят съем изделия с сердечника, охлаждение. Полость в изделиях также обеспечивается помещением газообразующих химических веществ (углекислый аммоний) или воды, например при производстве спринцовок.
27 Литьевое формование (литье под давлением). Этим методом получают такие изделия, как загубники к аппарату искусственного дыхания, воздуховоды, корпуса наркозных масок. Сущность метода заключается в заполнении формы предварительно разогретой пластичной резиновой смесью при высоком давлении. Ручная клейка используется при изготовлении толстостенных резиновых изделий (судна подкладные, пузыри для льда, перчатки защитные рентгеновские и др.). Для склеивания заготовок резиновых изделий используют резиновый клей. Далее шов фиксируется прижимным роликом.
28 Экструзия ( шприцевание ) — это основной метод изготовления неформовых изделий определенного поперечного сечения (например, трубки, катетеры, зонды, жгуты и др.). Основным технологическим оборудованием для производства является червячная машина. По выходе из головки машины изделия опудривают тальком и укладывают на круглые лотки.
29 Метод макания используется при производстве тонкостенных изделий из резины, например перчаток медицинских (хирургических и анатомических), напальчников, пипеток, сосок детских и др. Сущность технологического процесса производства изделий методом макания состоит из одно- или многократного обмакивания специальных форм, изготавливаемых из стекла, фарфора, металла и других материалов, в резиновые клеи. Резиновые клеи представляют собой растворы невулканизированного каучука в органических растворителях (бензине, бензоле и др.).
30 Перчатки медицинские
31 Вулканизация проводится различными способами. Различают холодную и горячую вулканизацию. Горячую вулканизацию осуществляют периодическим методом в котлах, прессах или автоклавах или непрерывным методом в специальных устройствах. Это один из самых простых способов сокращения времени вулканизации. Так, при повышении обычно принятой температуры вулканизации в формах со 140—160 °С до 170— 190 °С дает сокращение времени вулканизации изделий с 10—90 до 1—5 мин.
32 Послеформовая обработка, монтаж, разбраковка изделий. Процесс изготовления формовых изделий после стадии вулканизации заканчивается механической обработкой. Основные ее виды: удаление вып - рессовок ( облоя ), подрезка рабочих поверхностей резиновых изделий. Практически применяют обработку на различных шпиндельных станках, вращающихся наждачных камнях, обработку на машинах для обрезки заусенцев и ручную.
33 Контроль качества, маркировка и упаковка изделий. При оценке качества медицинских товаров из резины обращают внимание на следующие дефекты технологического процесса, выявляемые внешним осмотром: пузыри, вмятины, посторонние включения; шероховатость поверхности; несоответствие размерам; смещение контуров; надрывы, трещины, пористость, расслаивания; отеки на концах изделий; недопрессовка ; недовулканизация (клейкость) или перевулканизация.
34 Холодная вулканизация осуществляется путем погружения изделия в раствор или пары полухлористой серы с последующим высушиванием изделия горячим воздухом. Этот метод дороже, менее эффективен, а выделяющиеся вредные газы усложняют процесс. Поэтому он применяется сравнительно редко, только для производства медицинских перчаток и предметов санитарии и гигиены.
35 Измерение различных свойств резин и проведение различных видов физических испытаний играет первостепенную роль на всех стадиях получения резины. Все исследования сводятся к определению свойств материалов и из изменений под влиянием внешних условий и окружающей среды. Механические испытания проводят как на образцах и специально изготовленных конструкциях, так и на готовых изделиях.
36 Различают следующие виды испытаний готовых изделий: лабораторные испытания образцов, вырезанных из готовых изделий; испытания готовых изделий на специальных или универсальных установках; испытания готовых изделий при эксплуатации.
37 По назначению методы механических испытаний могут быть разделены на три основные группы: общие методы позволяют определить количественные характеристики механических свойств материалов; с помощью специальных методов получают условные показатели; контрольные методы предназначены для испытаний различных партий одного и того же материала для обнаружения нежелательных отклонений свойств контролируемого материала от заданных норм показателей.
38 Испытание на старение. Причины старения – воздействие света, тепла, кислорода воздуха и др. На практике для испытания используют естественные или искусственные условия старения. Естественные условия - условия, не создаваемые специально, в которых факторы старения не регламентированы. Методы естественного старения наиболее соответствуют условиям хранения и эксплуатации резиновых изделий, однако она обычно занимают длительное время. Для ускорения испытаний образцы подвергают небольшому растяжению.
39 Контрольные вопросы Состав резины (вулканизирующие агенты, ускорители, наполнители, смягчители и т.д.). Технологический процесс получения резиновой смеси. Основные стадии получения резиновой смеси. Испытание резиновых изделий. Резиновые изделий, применяемые в медицине.
Васнецова О.А. Медицинское и фармацевтическое товароведение. – М.:ГЭОТАР-Медиа, 2005.- 608с. Медицинское и фармацевтическое товароведение. Практикум. Под ред. Васнецовой О.А. – М.:ГЭОТАР-Медиа, 2005.- 704с. Умаров С.З. и др. Медицинское и фармацевтическое товароведение.- М.:ГЭОТАР-Медиа, 2004.- 368с. 40
