本发明属于医用材料
技术领域：
，具体涉及一种高韧性耐高温输液袋材料。
背景技术：
：输液包装容器是影响输液质量的重要因素，静脉输液应用于临床疾病治疗以来，输液产品包装随之快速发展，从传统的玻璃瓶、塑料瓶到目前的高分子材料软袋包装，彻底改变了传统的输液方式，使输液过程变得更安全。由于高分子材料软输液袋具有体积小、重量轻，便于运输、存放，临床应用方便，且采用压力灌装，输液时自动收缩，不用导入空气，完全与污染源隔绝，可保证加药安全等优点，在临床应用上正逐步取代玻璃瓶和塑料瓶。现有的输液袋多以低密度聚乙烯为主要原料，通过多层共挤膜制成软袋，采用低密度聚乙烯为原料制成的输液袋材料具有以下优点：（1）抗弯曲疲劳性好，具有优良的力学性能；（2）耐低温性能好，制品最低使用温度可达-70～-100℃；（3）化学稳定性好，除能被具有氧化性质的酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定。但是现有聚乙烯材料制备的输液袋材料也存在一定缺陷，主要是使用低密度聚乙烯材料制成的输液袋材料机械性能不理想，同时耐高温性能不佳，且聚乙烯基体与普通增强填料的相容性较差，无法有效改善输液袋材料的性能。因此，开发出一种具有良好机械性能、耐高温性能及使用性能的输液袋材料，具有重要的现实意义。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前现有的输液袋多以低密度聚乙烯为主要原料，机械性能不理想，耐高温性能不佳，而普通增强填料和聚乙烯基体的相容性差，无法有效改善材料性能的缺陷，提供了一种以改性碳化硅晶须和改性蜘蛛丝为增强填料的高韧性耐高温输液袋材料。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高韧性耐高温输液袋材料，包括聚乙烯、改性碳化硅晶须和改性蜘蛛丝，所述的改性碳化硅晶须是由高比表面积碳化硅晶须和植物油混合发酵改性制得。所述的高比表面积碳化硅晶须是通过以下方法制得：（1）取稻壳洗净后烘干，将烘干后的稻壳用研钵研磨粉碎20～30min，得到稻壳粉末，将稻壳粉末放入真空炉中，在氮气保护下以400～450℃的温度炭化1～2h，得到炭化稻壳粉；（2）将炭化稻壳粉和含氢硅油按质量比为2:1混合后装入烧结炉中，向烧结炉中通入氩气直至置换出炉中所有空气，在真空度为10～15pa，温度为1600～1800℃条件下保温烧结5～7h，取出烧结产物，用质量分数为20%的氢氟酸冲洗15～20min，得到高比表面积碳化硅晶须。所述的高比表面积碳化硅晶须和植物油混合发酵改性的具体步骤为：将高比表面积碳化硅晶须和植物油以及浓度为104cfu/ml的绿脓杆菌菌悬液按质量比为50:20:1混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入碳化硅质量2～3倍的水，搅拌均匀后密封发酵罐，在35～40℃下保温发酵15～20天，发酵结束后，取出发酵产物过滤去除发酵滤液，得到发酵滤渣，烘干后即得改性碳化硅晶须。所述的植物油是蓖麻油、大豆油、花生油、亚麻油、菜籽油中的任意一种或多种的混合物，混合时按任意比例配比。所述的改性蜘蛛丝的具体改性步骤是：收集蜘蛛丝放在紫外灯下照射灭菌30～40min，得到灭菌蜘蛛丝，将水牛奶和灭菌蜘蛛丝按质量比为3:1混合后加热煮沸，得到混合液，再按质量比为1:5向混合液中兑入预冷至2～4℃的椰汁，椰汁兑入完成后放入冰箱，在4～6℃的温度下静置1～2h，得到反应产物，最后将反应产物粉碎20～30min后得到改性蜘蛛丝。所述的高韧性耐高温输液袋材料的具体制备方法是：按重量份数计，称取50～70份聚乙烯、8～15份改性碳化硅晶须、5～10份改性蜘蛛丝、3～5份硬脂酸镁、2～4份茶多酚、3～6份邻苯二甲酸二甲酯加入密炼机中，在160～180℃下混炼13～18min，得到混炼物，再将混炼物转入双螺杆挤出机中挤出造粒，干燥后即得高韧性耐高温输液袋材料。所述的双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区130～150℃，二区140～150℃，三区150～170℃，四区160～180℃，五区170～190℃，六区170～190℃，七区165～185℃，机头180～183℃，螺杆转速为350～450r/min，挤出压力为10～12mpa。本发明的有益效果是：（1）本发明首先制备炭化稻壳粉，将炭化稻壳粉和含氢硅油混合，利用含氢硅油的活泼氢和大量甲基作用于炭化稻壳粉表面，在高温条件下形成高比表面积的碳化硅晶须，再用富含酯基的植物油在微生物的作用下对碳化硅晶须进行表面改性，增加碳化硅晶须的酯基数量，从而提高碳化硅晶须和聚乙烯基料间的相容性，并且碳化硅具有极佳的耐高温性，用其改性聚乙烯可以显著提高输液袋材料的耐高温性能，并且改性碳化硅的加入也能提高输液袋材料的机械性能；（2）本发明将蜘蛛丝灭菌后和高脂肪含量的水牛奶混合煮沸，再掺入低温椰汁，热的水牛奶遇冷后，其中的脂肪颗粒上浮，形成致密的脂肪凝胶吸附在蜘蛛丝表面，从而得到改性蜘蛛丝，吸附在蜘蛛丝表面的脂肪凝胶可以提高蜘蛛丝和聚乙烯基料之间的相容性，而蜘蛛丝具有极强的韧性和极佳的机械性能，蜘蛛丝的加入进一步提高了输液袋材料的机械性能，具有广阔的应用前景。具体实施方式取稻壳洗净后烘干，将烘干后的稻壳用研钵研磨粉碎20～30min，得到稻壳粉末，将稻壳粉末放入真空炉中，在氮气保护下以400～450℃的温度炭化1～2h，得到炭化稻壳粉，将炭化稻壳粉和含氢硅油按质量比为2:1混合后装入烧结炉中，向烧结炉中通入氩气直至置换出炉中所有空气，在真空度为10～15pa，温度为1600～1800℃条件下保温烧结5～7h，取出烧结产物，用质量分数为20%的氢氟酸冲洗15～20min，得到高比表面积碳化硅晶须，将高比表面积碳化硅晶须和植物油以及浓度为104cfu/ml的绿脓杆菌菌悬液按质量比为50:20:1混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入碳化硅质量2～3倍的水，搅拌均匀后密封发酵罐，在35～40℃下保温发酵15～20天，发酵结束后，取出发酵产物过滤去除发酵滤液，得到发酵滤渣，烘干后即得改性碳化硅晶须，收集蜘蛛丝放在紫外灯下照射灭菌30～40min，得到灭菌蜘蛛丝，将水牛奶和灭菌蜘蛛丝按质量比为3:1混合后加热煮沸，得到混合液，再按质量比为1:5向混合液中兑入预冷至2～4℃的椰汁，椰汁兑入完成后放入冰箱，在4～6℃的温度下静置1～2h，得到反应产物，最后将反应产物粉碎20～30min后得到改性蜘蛛丝，按重量份数计，称取50～70份聚乙烯、8～15份改性碳化硅晶须、5～10份改性蜘蛛丝、3～5份硬脂酸镁、2～4份茶多酚、3～6份邻苯二甲酸二甲酯加入密炼机中，在160～180℃下混炼13～18min，得到混炼物，再将混炼物转入双螺杆挤出机中挤出造粒，干燥后即得高韧性耐高温输液袋材料。所述的植物油是蓖麻油、大豆油、花生油、亚麻油、菜籽油中的任意一种或多种的混合物，混合时按任意比例配比。所述双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区130～150℃，二区140～150℃，三区150～170℃，四区160～180℃，五区170～190℃，六区170～190℃，七区165～185℃，机头180～183℃，螺杆转速为350～450r/min，挤出压力为10～12mpa。实例1取稻壳洗净后烘干，将烘干后的稻壳用研钵研磨粉碎20min，得到稻壳粉末，将稻壳粉末放入真空炉中，在氮气保护下以400℃的温度炭化1h，得到炭化稻壳粉，将炭化稻壳粉和含氢硅油按质量比为2:1混合后装入烧结炉中，向烧结炉中通入氩气直至置换出炉中所有空气，在真空度为10pa，温度为1600℃条件下保温烧结5h，取出烧结产物，用质量分数为20%的氢氟酸冲洗15min，得到高比表面积碳化硅晶须，将高比表面积碳化硅晶须和蓖麻油以及浓度为104cfu/ml的绿脓杆菌菌悬液按质量比为50:20:1混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入碳化硅质量2倍的水，搅拌均匀后密封发酵罐，在35℃下保温发酵15天，发酵结束后，取出发酵产物过滤去除发酵滤液，得到发酵滤渣，烘干后即得改性碳化硅晶须，收集蜘蛛丝放在紫外灯下照射灭菌30min，得到灭菌蜘蛛丝，将水牛奶和灭菌蜘蛛丝按质量比为3:1混合后加热煮沸，得到混合液，再按质量比为1:5向混合液中兑入预冷至2℃的椰汁，椰汁兑入完成后放入冰箱，在4℃的温度下静置1h，得到反应产物，最后将反应产物粉碎20min后得到改性蜘蛛丝，按重量份数计，称取50份聚乙烯、8份改性碳化硅晶须、5份改性蜘蛛丝、3份硬脂酸镁、2份茶多酚、3份邻苯二甲酸二甲酯加入密炼机中，在160℃下混炼13min，得到混炼物，再将混炼物转入双螺杆挤出机中挤出造粒，干燥后即得高韧性耐高温输液袋材料。所述双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区130℃，二区140℃，三区150℃，四区160℃，五区170℃，六区170℃，七区165℃，机头180℃，螺杆转速为350r/min，挤出压力为10mpa。实例2取稻壳洗净后烘干，将烘干后的稻壳用研钵研磨粉碎25min，得到稻壳粉末，将稻壳粉末放入真空炉中，在氮气保护下以425℃的温度炭化1h，得到炭化稻壳粉，将炭化稻壳粉和含氢硅油按质量比为2:1混合后装入烧结炉中，向烧结炉中通入氩气直至置换出炉中所有空气，在真空度为13pa，温度为1700℃条件下保温烧结6h，取出烧结产物，用质量分数为20%的氢氟酸冲洗18min，得到高比表面积碳化硅晶须，将高比表面积碳化硅晶须和大豆油以及浓度为104cfu/ml的绿脓杆菌菌悬液按质量比为50:20:1混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入碳化硅质量2倍的水，搅拌均匀后密封发酵罐，在38℃下保温发酵18天，发酵结束后，取出发酵产物过滤去除发酵滤液，得到发酵滤渣，烘干后即得改性碳化硅晶须，收集蜘蛛丝放在紫外灯下照射灭菌35min，得到灭菌蜘蛛丝，将水牛奶和灭菌蜘蛛丝按质量比为3:1混合后加热煮沸，得到混合液，再按质量比为1:5向混合液中兑入预冷至3℃的椰汁，椰汁兑入完成后放入冰箱，在5℃的温度下静置1h，得到反应产物，最后将反应产物粉碎25min后得到改性蜘蛛丝，按重量份数计，称取60份聚乙烯、11份改性碳化硅晶须、8份改性蜘蛛丝、4份硬脂酸镁、3份茶多酚、5份邻苯二甲酸二甲酯加入密炼机中，在170℃下混炼15min，得到混炼物，再将混炼物转入双螺杆挤出机中挤出造粒，干燥后即得高韧性耐高温输液袋材料。所述双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区140℃，二区145℃，三区160℃，四区170℃，五区180℃，六区180℃，七区175℃，机头182℃，螺杆转速为400r/min，挤出压力为11mpa。实例3取稻壳洗净后烘干，将烘干后的稻壳用研钵研磨粉碎30min，得到稻壳粉末，将稻壳粉末放入真空炉中，在氮气保护下以450℃的温度炭化2h，得到炭化稻壳粉，将炭化稻壳粉和含氢硅油按质量比为2:1混合后装入烧结炉中，向烧结炉中通入氩气直至置换出炉中所有空气，在真空度为15pa，温度为1800℃条件下保温烧结7h，取出烧结产物，用质量分数为20%的氢氟酸冲洗20min，得到高比表面积碳化硅晶须，将高比表面积碳化硅晶须和花生油以及浓度为104cfu/ml的绿脓杆菌菌悬液按质量比为50:20:1混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入碳化硅质量3倍的水，搅拌均匀后密封发酵罐，在40℃下保温发酵20天，发酵结束后，取出发酵产物过滤去除发酵滤液，得到发酵滤渣，烘干后即得改性碳化硅晶须，收集蜘蛛丝放在紫外灯下照射灭菌40min，得到灭菌蜘蛛丝，将水牛奶和灭菌蜘蛛丝按质量比为3:1混合后加热煮沸，得到混合液，再按质量比为1:5向混合液中兑入预冷至4℃的椰汁，椰汁兑入完成后放入冰箱，在6℃的温度下静置2h，得到反应产物，最后将反应产物粉碎30min后得到改性蜘蛛丝，按重量份数计，称取70份聚乙烯、15份改性碳化硅晶须、10份改性蜘蛛丝、5份硬脂酸镁、4份茶多酚、6份邻苯二甲酸二甲酯加入密炼机中，在180℃下混炼18min，得到混炼物，再将混炼物转入双螺杆挤出机中挤出造粒，干燥后即得高韧性耐高温输液袋材料。所述双螺杆熔融挤出机挤出造粒的工作条件为：一区150℃，二区150℃，三区170℃，四区180℃，五区190℃，六区190℃，七区185℃，机头183℃，螺杆转速为50r/min，挤出压力为12mpa。对实例1～3制得的高韧性耐高温输液袋材料和普通聚乙烯输液袋材料（对比例）进行性能检测，其检测结果如表1所示：表1不同输液袋材料性能检测项目对比例实例1实例2实例3热变形温度（℃）128135140142拉伸强度（mpa）17.518.118.719.2弯曲强度（mpa）117.4118.2118.9119.6断裂伸长率（%）326338345352综上所述，本发明制得的高韧性耐高温输液袋材料具有较好的机械性能和耐高温变形性能，且材料成膜性能良好，易于加工成型，是一种理想的医用材料。当前第1页12