[发明专利]一种耐辐照聚碳酸酯材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用高分子材料及其制备方法及其应用，具体涉及一种医用耐辐照聚碳酸酯材料及其制备方法及其应用。

背景技术

聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击性能，耐蠕变和尺寸稳定性好，耐热、吸水率低、无毒、透明性好等优点，目前已应用于医疗器械中，如聚碳酸酯广泛用于人工透析器、人工肺、血液氧合器、血液分离器和麻醉蒸发设备以及其它需要在透明、直观条件下操作并需消毒的医疗设备中。目前采用的环氧乙烷灭菌，由于环氧乙烷本身有毒，存在残留问题和造成环境污染；而高压蒸汽消毒则会导致聚碳酸酯在高温高湿条件下的老化。

辐照灭菌，即在一定剂量的γ射线或高能电子束对材料辐照时，引起微生物的DNA、蛋白质、脂类等有机分子的化学键断裂，导致微生物死亡，达到灭菌目的。与传统的高压灭菌、化学灭菌相比，辐照灭菌具有灭菌彻底、操作安全、不污染环境、可对带包装的用品及热敏物质进行消毒、可连续化操作等优点。但是，聚碳酸酯经辐照灭菌时可使聚合物分子链断裂，从而导致制品颜色变黄、力学性能下降，在制品的运输、储存和使用过程中易造成制品破裂、损伤，因此需要研制医用耐辐照聚碳酸酯材料。

通常，通过加入稳定剂可改善聚碳酸酯的耐辐照性能。美国拜耳公司（CN1376176A）公开了一种添加甘油单脂的环状缩醛可以改善γ射线辐照引起的聚碳酸酯变黄。美国专利4873271公开了一种聚环氧烷烃的酯作为稳定剂的耐γ射线辐照聚碳酸酯组合物。美国专利4939185公开了一种含有硫醚基团的化合物作为稳定剂改善聚碳酸酯辐照时的颜色稳定性。其它一些专利技术，如美国专利4894401、5744517、5118726、4804692、5187208等都是加入单一有机化合物或助剂，只是在一定程度上改善聚碳酸酯的辐照变黄问题，未考虑对力学性能、化学性能、生物性能的影响，因此很难应用于实际产品中。

发明内容

本发明主要针对聚碳酸酯辐照后变黄、力学性能变差的问题，提供了一种具有良好透明性、良好力学性能、又耐辐照的聚碳酸酯材料。

本发明还公开了该聚碳酸酯材料的制备方法，该方法工艺简单，易于操作、实施。

本发明还提供了该聚碳酸酯材料的应用，其可作为医用透明塑料件的原料，所得的产品透明性好，耐辐照，力学性能、化学性能和生物性能好。

现有技术中对聚碳酸酯变黄、力学性能下降有一些相关研究，但是总体上看来，主要有三个改进方向：一个是将聚碳酸酯与其他树脂进行复合，以提高所得材料的性能；另一个是向聚碳酸酯中加入添加剂，使其某方面的性能得到提高，例如加入各种稳定剂、增塑剂、抗氧化剂、着色剂等；第三个是将上述两种方法结合，即既添加其他树脂，又添加某些添加成分。这些改进没能很好的克服聚碳酸酯材料经辐照后容易变黄、容易破裂和损伤的问题。发明人经过大量的研究及实验，总结出了能够解决这一问题的方案，具体为：

一种耐辐照聚碳酸酯材料，其特征是包括以下质量份的成分：聚碳酸酯100份，自由基稳定剂0.1-1.0份，环氧稀释剂0.1-2.0份，增塑剂0.1-2.0份，优选的可以是下列配比：聚碳酸酯100份，自由基稳定剂0.1-0.6份，环氧稀释剂0.2-1.0份、增塑剂0.2-1.0份，优选的，还可以是下列配比：聚碳酸酯100份，自由基稳定剂0.2-0.7份，环氧稀释剂0.1-0.5份、增塑剂0.1-0.6份，最优选的，配比为：聚碳酸酯100份，自由基稳定剂0.3-0.4份，环氧稀释剂0.3-0.4份、增塑剂0.3-0.4份。在这些优选配比下，所得材料的性能会好一些。

进一步的，本发明所用的聚碳酸酯可以是均聚的碳酸酯，也可以是共聚的碳酸酯，还可以是均聚和共聚混合的碳酸酯。聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，但相对而言，芳香族聚碳酸酯的力学性能更好一些，因此优选均聚或/和共聚的芳香族聚碳酸酯为本发明原料，优选的聚碳酸酯的熔体流动速率在10-30g/min之间为佳。

本发明所用的自由基稳定剂（简称稳定剂，下同）的作用是消除辐照过程中产生的自由基，其优选为2、5-二叔丁基对苯二酚、对苯二酚二苄基醚和二苄基甲酮中的一种或几种。

本发明所用的环氧稀释剂可以为环氧树脂稀释剂或环氧活化稀释剂，优选为丁基缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、环氧丙烷苯基醚、烯丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、醋酸丁酯和二苄醚中的一种或几种。