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双层挤出技术在静脉留置针连接管上的应用

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刘珍程玲玲莫盼盼牛凯波张少帅徐继元

摘要：本文使用1种PVC材料和4种TPU材料对静脉留置针连接管进行双层复合挤出，对挤出产品进行手挤压、剥离力和耐酸碱试验。结果表明，PVC 8408分别与TPU 1085A、TPU 8963-82A复合挤出的留置针连接管内外层材料结合度较好。

关键词：双层复合挤出;留置针连接管;材料结合度

中图分类号：R472.9文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）02-0059-03

Abstract： In this paper， one PVC material and four TPU materials were used for double-layer composite extrusion of vein indwelling needle connection tube the hand extrusion， peeling force and acid-base resistance tests were carried out on the product. The results showed that the materialcombination of inner and outer layer in the connecting tube of vein indwelling needlewas better， where TPU 1085A， TPU 8963-82A and PVC 8408 wereused as compound extrusion.

Keywords： two-layercompound extrusion;vein indwelling needle connection tube;materialcombination

目前，我国的静脉留置针生产和消费主要集中在中低端领域，这主要体现在产品的材料以PVC医用塑料为主。但是，PVC材料中含有一种塑化剂——邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（简称DEHP），输液时DEHP会溶出随药液进入人体，可能引起生殖系统异常，甚至造成畸胎、癌症的危险。而TPU是一款不需要塑化剂的材料，在临床使用中具有较好的生物相容性，无刺激及致敏反应的风险。

近年来，PVC材料的留置针受到市场排斥，TPU逐渐突显优势并抢占市场，但是TPU与三通（PC）、软管座（ABS）的粘接易出现开裂现象，因此需要对TPU与PC、ABS的粘接进行相关性研究。本文使用1种PVC材料和4种TPU材料对静脉留置针连接管进行双层复合挤出[1-2]，管体内层是TPU材料，外层是PVC材料，既解决了塑化剂DEHP溶出对人体的伤害，又解决了TPU难粘接的问题。

1 双层复合挤出工艺设计

在挤出工艺验证时，机筒各段温度，法兰、机头、模具各区温度的设置都应符合TPU和PVC的物性，双层复合挤出验证还应该根据管体双层分布情况，合理调节挤出机的螺杆转速（用于TPU挤出的挤出机建议在法兰和机头之间增加熔体泵，以控制出料压力，实现TPU粒料稳定出料）[3-4]，管材尺寸大小通过牵引速度调节来实现。双层复合挤出工艺流程如图1所示。

2 试验部分

2.1 试验对象

粒料主要有PVC 8408（自制）、TPU 1085A（大东树脂化学股份有限公司）、TPU 8963-82A（路博润特种化工制造（上海）有限公司）、TPURXT-85A（科思创聚合物（中国）有限公司）、TPU 1180A（巴斯夫（中国）有限公司）。

模具采用双层挤出模具（自制）。

设备主要有两种类型，一是30#挤出机（海瑞嘉精密挤出机械有限公司），用于TPU内层挤出;二是30#挤出机（海瑞嘉精密挤出机械有限公司），用于PVC外层挤出。

2.2 试验方法

2.2.1 手挤压试验。对于PVC 8408粒料与TPU 1085A、TPU 1180A、TPU 8963-82A、TPU RXT85A粒料复合挤出的双层复合管的内外层结合度，采用手挤压的试验方法进行试验。

试验步骤为：用食指和拇指用力来回挤压TPU/PVC双层复合管开口5次，若双层材料出现明显分离现象，则判断双层材料结合度不合格;若双层材料未出现分离现象，则利用剥离力试验法进行下一步试验。

2.2.2 剥离力试验。若手挤压不能使双层复合管分离时，用刀片切开双层复合管的结合处，使用伺服控制拉力试验机[5-6]进行剥离力试验。

试验步骤为：裁取长度为5 cm的TPU/PVC双层复合管，从横切面正中间将管体分成均匀的两部分，用刀片将双层材料分离（分离长度为2 cm）;将两材料分別固定于拉力机的上下模具上，标距为2 cm，设定拉力机的速度为50 mm/min，进行双层复合管剥离试验。

2.2.3 耐酸碱试验。若使用刀片也不能使双层复合管分离，再使用耐酸碱的方法进行试验。

试验步骤为：准备两个500 mL的烧杯，在一个烧杯中配制pH值为8.2的碳酸氢钠弱碱溶液300mL;在另一个烧杯中配制pH值为5.3的醋酸弱酸溶液（配制溶液的稀释剂为注射用水）;然后把测试管体分别放入碳酸氢钠溶液和醋酸溶液中浸泡，浸泡一周后取出管体并用注射用水清洗干净（要把管体完全浸入溶液中）;用镊子对测试产品进行反复挤压，然后用手术刀的刀尖试着剥离双层管的结合处，观察内外层是否有分离现象。

3 结果与讨论

3.1 手挤压试验分析

对PVC 8408粒料分别与TPU 1085A、TPU 1180A、TPU 8963-82A、TPU RXT85A粒料挤出的双层复合管内外层结合度进行手挤压试验，试验结果如表1所示。由表1可知，PVC 8408粒料分别与TPU 1085A、TPU 1180A、TPU 8963-82A、TPU RXT85A粒料挤出的双层复合管均无分离现象，据此判断以上PVC粒料与TPU粒料挤出的双层复合管手挤压试验全部合格，可进行下一步剥离力试验。

3.2 剥离力试验分析

采用手挤压试验方法无分离的情况下进行了刀片剥离试验，试验结果如表2所示。由表2可知，对于PVC 8408粒料分别与TPU 1085A、TPU 8963-82A粒料挤出的双层复合管，使用刀片也无法将其分离;对于PVC 8408粒料分别与TPU 1180A、TPU RXT85A挤出的双层复合管，使用刀片可将内外层分离。据此判断，PVC 8408粒料分别与TPU 1085A、TPU 8963-82A粒料挤出的双层复合管剥离力试验合格。

对于PVC 8408与TPU 1180A、TPU RXT85A挤出的双层复合管，如果使用刀片可以将其剥离，就进行剥离力试验，测试数据如图2所示。各抽取20根进行试验，PVC 8408/TPU 1180A最大值为4.77 N，最小值为2.59 N，平均值为3.70 N;PVC 8408/TPU RXT85A最大值为4.82 N，最小值为2.38 N，平均值为3.70 N。由此可知，PVC 8408粒料与TPU 1180A、TPURXT85A粒料的结合度一致平均值均为3.70 N。

3.3 耐酸碱试验分析

对于PVC 8408粒料分别与TPU 1085A、TPU 8963-82A粒料挤出的双层复合管，使用刀片无法将其分離，按照耐酸碱试验方法对其进行耐酸碱试验，试验结果如表3所示。由表3可知，PVC 8408粒料分别与TPU 1085A、TPU 8963-82A粒料挤出的双层复合管均无分离现象，据此判断，以上PVC粒料与TPU粒料挤出的双层复合管耐酸碱试验全部合格。

4 结论

本文使用PVC 8408粒料分别与TPU 1085A、TPU 1180A、TPU 8963-82A、TPU RXT85A粒料结合进行静脉留置针连接管双层复合挤出，对产品内外层材料结合度分别进行手挤压、剥离力和耐酸碱度试验。结果表明，PVC 8408与TPU 1180A、TPU RXT-85A复合挤出的留置针连接管的内外层材料结合力是3.70N，PVC 8408与TPU 1085A、TPU 8963-82A复合挤出的留置针连接管耐酸碱度较好。

参考文献：

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[2]王海秋，王凤涛.双层结构石油沥青-聚乙烯外防腐技术[J].油气田地面工程，2015（11）：85-86.

[3]何智浩，高长青，丁雪佳.挤出工艺对TPU/Nano-SiO2复合材料性能的影响[J].塑料，2018（5）：67-71.

[4]靳国宝，王玉勤，廖生温，等.聚氨酯（TPU）单腔微管挤出成型工艺试验研究[J].巢湖学院学报，2016（3）：69-76.

[5]解福祥，宋健，霍洪鹏，等.玉米苞叶力学性能与剥离试验[J].农机化研究，2018（8）：129-133.

[6]樊轩虎，康鹏博，史春元，等.双面铝塑复合带剥离强度测试结果的影响因素[J].光纤与电缆及其应用技术，2019（4）：10-13.

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