中国国际医疗器械设计与制造技术展览会(Medtec China)2021

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2021年9月1-3日 | 上海世博展览馆2&4号馆

医用膨体聚四氟乙烯膜等离子表面改性有利于粘接?

2021-04-19

膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜是一种新型的医用高分子材料,由分散的聚四氟乙烯树脂树脂经过膨化、拉伸等特殊工艺加工制成,其特点是材料白、微孔多、密度低,富有弹性和韧性,可任意弯曲。膨体聚四氟乙烯(ePTFE)具有稳定良好的化学特性,生物相容性好,抗生物老化,几乎不会引起机体的排斥,因而在人造血管、心脏补片等生物医疗领域广泛应用。但是,跟其他PTFE材料一样,膨体聚四氟乙烯(ePTFE)也会有难粘接的问题,不但对胶水有要求,而且在粘接前的表面处理必不可少,今天我们就来了解一下改善医用ePTFE膜粘接性能的等离子表面改性工艺。


1 医用膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜需要粘接的原因

具有特殊微孔结构的膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜,通常采用高温拉伸定型的方式使其产生微孔结构,可加工1mm以下的膜材,而医用膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜厚度要求通常为4~12mm之间,因此一般会采用叠加粘结的方式,粘结成一定厚度的片材。另外,膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜还能够与其他医用材料进行粘接,实现不同用途的需要。


2 等离子表面改性前医用膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜粘接的工艺难点

医用膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜的粘结受材料特性、粘接剂成分、温度等因素的影响,因而在实际粘接过程中会面临以下技术难点:

1)膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜之间的粘结非常困难,化学成分复杂的粘结剂可能会影响产品的品质。

2)由于膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜片是在加热条件下拉伸产生微孔结构,当加热到一定温度的情况下会收缩回去,微孔会消失。

3)化学粘结剂中的无效成分有可能随着高温脱除出来,当前技术中还欠缺一种可以有效解决上述难点问题的粘结方法。

3 医用膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜等离子表面改性的特点

等离子表面改性一般是在低温或者室温状态下,利用He、Ar、N2、H2等非反应性气体产生的离子体和材料表面进行物理和化学反应,形成新的纳米级分子结构,不但能够提升材料表面附着力,维持材料原有特性,并且表面不会有任何残留的污染物。

等离子表面改性对膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜的处理,无论是用于管状膜,还是片状膜,都是一种优质工艺。可以大大提高粘接性能,避免因为温度过高而造成膜的微孔收缩或消失,且不会产生副产物等等。等离子表面改性工艺对膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜粘接效果的改善程度可以借助达因笔或水接触角来初步验证。通过下图经过烧结的膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜的接触角变化,可以反应材料表面能的变化。


1)烧结过的膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜等离子改性前的水滴角120度


2)烧结过的膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜等离子改性后的水滴角73度


未经烧结过的膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜质地非常软,烧结过的膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜会稍微硬些。但总体来讲,由于这种膜材很软,容易变形,所使用的等离子表面改性设备在设计时要充分考虑材料的处理方式和取放便捷。

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文章来源:昆山普乐斯电子科技有限公司