高力學性能醫用聚氨酯手套的制備研究

汪金鑫

（中紅普林醫療用品股份有限公司，河北 唐山 063500）

目前醫用手術手套主要采用天然乳膠制得，因為天然橡膠含有蛋白，對個別體質人群容易造成過敏反應[1]。為解決這一問題，市場上出現了聚異戊二烯手套，但是聚異戊二烯手套制作過程中，需要添加大量的促進劑，也存在過敏風險。聚氨酯因分子結構軟硬度可以調節，能制成性能符合醫用要求的產品[2]。聚氨酯的拉伸強度可達28 MPa；斷裂伸長率可達1800%；拉伸模量可達7.3 MPa，力學性能良好，且對人體皮膚不會造成過敏反應[3]。本研究對幾種聚氨酯原料、交聯劑進行了實驗。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

水性聚氨酯乳液為 Inoova公司baymedixCD105（固含量 50%）、TiO2、交聯劑UN577（碳化二亞胺交聯劑）、Sac-100（氮丙啶交聯劑）、UN178（環氧硅烷交聯劑）。

1.2 實驗步驟

1.2.1 凝固劑浸漬液的配制

配制固含量為20%的Ca（NO）2溶液，加入溶液質量分數2%的脫模劑和1%的潤濕劑，攪拌30min，升溫至55～60℃備用。

1.2.2 聚氨酯浸漬液的配制

將聚氨酯乳液稀釋到固含量為25%，加入3%的表面活性劑，攪拌10 min，再加入2%的防老劑攪拌10min，最后加入一定量的TiO2、交聯劑，攪拌30min。

1.2.3 制作聚氨酯手套的工藝方法

將模具浸漬到凝固劑溶液中10 s，放入95℃的電熱干燥箱中烘干10min，取出模具冷卻至60～65℃，浸漬聚氨酯溶液中10s，放入一定溫度的電熱干燥箱中烘烤一定的時間，脫模、制樣、測試力學性能（所有條件測試10～15個樣品，取平均值）。

1.3 性能測試

在HY-939C型拉力實驗機上測定斷裂拉伸強度及扯斷伸長率，溫度：室溫22±3℃，濕度：50±5%RH，拉伸速率500mm/min。樣條采用4 mm寬啞鈴切刀制得。

2 結果與討論

2.1 聚氨酯手套成型溫度與時間的探索

探索聚氨酯溶液的烘烤溫度與時間，結果如表1所示。

表1 溫度和時間對聚氨酯成膜性能的影響Tab.1 Effects of temperature and time on the performance of polyurethane films

由表1可知，75℃烘烤15 min未干，說明烘烤時間太短；75℃和 95℃條件下烘烤 20 min，力學性能均達標，95℃略好于75℃的；120℃烘烤20 min，膠膜略微發黃，說明烘烤溫度過高。

2.2 TiO2對手套力學性能的影響

將添加不同量的TiO2聚氨酯浸漬液制成膠膜進行測試，并與未加TiO2的空白膠膜性能進行比較，結果如圖1所示。

圖1 TiO2添加量對膠膜力學性能的影響Fig.1 Effect of TiO2on the mechanical properties of films

由圖1可知，TiO2添加量不超過4%，對膠膜的力學性能影響不大，且添加低于4%可略微提高膠膜的力學性能。因此，TiO2作為顏料只需添加1%即可得到白色的膠膜。

2.3 交聯劑對手套力學性能的影響

將交聯劑添加到聚氨酯浸漬液中，制成膠膜進行測試，并與未加交聯劑的空白膠膜性能進行比較，結果如圖2、圖3圖4所示。

圖2 UN178交聯劑添加量對膠膜力學性能的影響Fig.2 Effect of UN178 on mechanical properties of film

圖3 UN577對膠膜力學性能的影響Fig.3 Effect of UN577 on mechanical properties of film

圖4 Sac-100交聯劑添加量對膠膜力學性能的影響Fig.4 Effect of Sac-100 on mechanical properties of film

由圖2、圖3、圖4可知，UN178交聯劑對膠膜的力學性能無顯著提升；UN577交聯劑對膠膜的力學性能也沒有明顯提升；Sac-100交聯劑對膠膜的力學性能有明顯提升，在扯斷伸長率不降低的前提下，斷裂斷裂拉伸強度略有提升。

3 結論

1）聚氨酯手套制作過程中，在不降低手套力學性能的前提下，可添加1%的TiO2作為顏料。

2）在配制聚氨酯浸漬液時，加入2%Sac-100交聯劑制得的聚氨酯手套力學性能更好，并能夠達到所需要求。