Производство шлангов армированных нитями разных типов, является одним из наиболее распространенных технологических процессов. Для катетеризации, зондирования, дренирования и соединения с хирургическими аппаратами и приборами широко применяются трубки медицинские из силикона, ПВХ, в том числе армированные. Трубки могу применяться в системах взятия и переливания крови, в аппаратах, работающих в контакте с кровью, кровезаменителями, физиологическими растворами. Если трубку делают из ПВХ, то применяют специально разработанный пластифицированный медицинский ПВХ пластикат марок ПМ-1/42С, ПМ-2/42М. Для увеличения прочности трубки ее армируют металлической проволокой, различными типами нитей, для медицинских целей армируют в основном полиэфирной нитью. Технология производства изделий такого типа является непрерывной, осуществляется на экструзионных линиях.
Ключевые слова: оснастка, производственная линия, производство, эффективность, автоматизация, оборудование, сборка, оптимизация, процесс, контроль качества
Пластикат поливинилхлорид (ПВХ). В качестве основного исходного сырья для производства медицинских трубок применяют специально разработанный пластифицированный медицинский ПВХ пластикат марки ПМ-1/42С, марки ПМ-2/42М спецификация которого приведена ниже.
Описание:
Цилиндрические гранулы размером 2–6 мм.
Химический состав:
Пластикат представляет собой композицию смолы ПВХ и пластификатора с добавлением стабилизаторов и модифицирующих добавок. Прочность при разрыве пластиката ПМ1/42М медицинского составляет 16,2 Мпа. Он без запаха, обладает высокой прозрачностью, применяются пищевые кальций-цинковые стабилизаторы.
Для производства армированных медицинских трубок применяют пластикат ПВХ, который представляет собой смолу поливинилхлоридную, смешанную с различными вариантами пластификаторов, наполнителей, стабилизаторов и другими подобными компонентами. Сам поливинилхлорид (ПВХ) является высокомолекулярным соединением линейного типа, визуально выглядящий как мелкий порошок. Молекулярная масса варьируется в пределах от 50 до 200 тысяч. Химическая формула (-СН2-СНСl-)n. В зависимости от используемых дополнительных элементов, пластикат получает различные дополнительные свойства, характеристики и параметры, которые позволяют использовать тот или иной пластикат в различных сферах деятельности.
Главное требование к пластикату из ПВХ состоит в том, чтобы материал не оказывал вредного, канцерогенного влияния на организм человека при использовании конечных изделий в медицине и прежде всего в изделиях, контактирующих с кровью, кровезаменителями и инфузионными растворами. Особенно вредное влияние могут оказывать пластикаторы и стабилизаторы, которые вводятся для улучшения технологических свойств при переработке ПВХ. Над улучшением качества медицинского пластиката работают многие специалисты. Так в российском патенте RU 2 533 150 C2 [18] предложена пластифицированная композиция на основе ПВХ. В патенте предложен ряд композиций, которые решают ряд задач. С одной стороны, предложено улучшение технологических свойств композиции для переработки, исключения слипаемости поверхностей готового пленочного изделия при хранении и использовании. С другой стороны, решалась техническая задача, улучшение свойств пластиката для изделия медицинского назначения, а именно: повысить термостабильность, цветостабильность, радиационной стойкостью, создать композиции, не содержащих фталатные группы. Технический результат достигается применением пластификаторов триоктил тримеллитата (ТОТМ), или 1,2-циклогексан-дикарбоновой кислоты — диизонил-эфир (DINCH), или ацетил-три-бутил-цитрата (АТВС), эпоксидированного растительного масла (оливкового, подсолнечного, конопляного, предпочтительно соевого) стеарата цинка, стеарата кальция в качестве стабилизаторов, полиэтиленового (ПЭ) воска, предпочтительно неокисленного, который обеспечивает щадящие условия переработки композиции при пониженных температурах, что, в конечном итоге, положительно влияет на свойства конечных изделий. Кроме того, технический результат усиливается введением ионола или 4-метил-2,6-изоборнилфенола, как стабилизаторов-антиоксидантов. Для предотвращения слипаемости поверхностей в готовых изделиях при хранении и использовании вводится дополнительное количество ПВХ смолы с константой Фикентчера от 58 до 64 единиц.
Рис. 1. Трубка медицинская ПВХ 12 х 2 мм
При обозначении трубки медицинской обычно указывают наружный диаметр трубки и толщини стенки.
Благодаря особым свойствам поливинилхлорида трубки, изготовленные из ПВХ, отличаются высокой ударопрочностью, высокой устойчивостью к воздействию большинства химических элементов, атмосферным воздействиям. Наряду с этими свойствами, трубка ПВХ обладает отличной гибкостью и не образует заломов при изгибе, что очень важно при эксплуатации.
Армирующая нить. Для армирования трубок и шлангов применяют металлическую проволоку и различные армирующие нити из полиэстерного, полипропиленового, полиамидного, полиэфирного материала. Большое применение нашли различные виды органических химических армирующих волокон, нитей и волокнистых материалов на их основе: технические нити — полиэфирные (лавсан), поливинилспиртовые и др.; параарамидные высокопрочные и высокомодульные волокна и нити (армос, русар, тварон, кевлар); метаарамидные термостойкие волокна (фенилон, номекс, конекс) для некоторых видов термостойких ВПКМ; полиоксадиазольные волокна и нити (арселон) для некоторых видов термостойких и фрикционных ВПКМ; волокна общего назначения (полиамидные, полиэфирные, вискозные и др.).
Одной из проблем, которую решают при армировании шлангов или труб различными типами нитей, является повышение адгезии армирующего материала к ПВХ.
Полиэфирная нить и ее основные свойства.
Это химическая нить, которая изготовлена из синтетических полимеров — из расплава полиэтилентерефталата. (ПЭТФ — полимер, принадлежащий к классу полиэфиров, твёрдое, бесцветное, прозрачное вещество в аморфном состоянии белое, производная нефти — терефталевая кислота и этиленгликоля). Существует три стадии технологии производства полиэфирных нитей: на первой стадии полимер расплавляют, продавливают расплавленный полимер через фильтры, затем охлаждают воздухом, и далее производят вытяжку для достижения необходимой штапельной линейной плотности и прочности.
Основные свойства:
— высокая эластичность и формоустойчивость, модуль упругости в два раза выше, чем у полиамидных нитей;
— устойчивость к истиранию выше, чем у натуральных и некоторых других химических нитей;
— высокая термостойкость (температура плавления 265 0С);
— полиэфирные нити термопластичны, вследствие чего разрывное удлинение возрастает с повышением температуры;
— устойчивы к воздействию ультрафиолетового излучения; по стойкости к действию света лавсан уступают лишь нитроновому волокну;
— обладают малой гигроскопичностью, водопоглощение полиэфирных нитей при относительной влажности 65 % составляет 0,4 %;
— имеют высокую биостойкость;
— суровые полиэфирные нити обладают высокой стойкостью к минеральным и органическим кислотам, к щелочному гидролизу, выдерживают отбеливание текстильных материалов любыми отбеливающими средствами;
— по прочности на разрыв (40–50 кгс/мм2) не уступают полиамидным, но в мокром состоянии почти не теряют прочности, выдерживают нагревание до 180 °С;
— по теплозащитным свойствам, несминаемости и эластичности близки к шерсти, а по упругости превосходят ее;
— к недостаткам относятся низкая гигроскопичность (0,4 %), высокая электризуемость, плохая окрашиваемость.
Литература:
- Басов, Н.И., Брагинский, В.А., Казанков, Ю. В. Расчет и конструирование формуюшего инструмента для изготовления изделий из полимерных материалов. М., Химия, 1991.
- Беляков Г. И. Охрана труда и техника безопасности: Учебник для СПО-Люберцы: Юрайт, 2016.-404 с
- Кербер, М. Л., Виноградов, В. М., Головкин Г. С., и др. под ред. А. А. Берлина. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология /учебное пособие (5-е издание, исправленное и дополненное). — СПб.: Профессия, 2018.
- Ким, В. С. Оборудование и инструменты для изготовления изделий из полимерных композитов. В 2 ч.: учебное пособие для среднего профессионального образования / В. С. Ким, М. А. Шерышев. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2019.
