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硅胶管的性能分析

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发表时间:2020-08-10 18:30作者:永盛源科技来源:硅胶管网址:http://www.szgxg.com

目前在制药生产中,硅胶软管比较常用于液体传输、蠕动泵和灌庄操作等。本文将通过比较各种软管材料的性质来讨论硅胶管的优点和局限性以及需要考虑的变量。


有机硅是众多产品的商业名称,但大多数由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成。这些聚合物的特点是共价键强度高,抗均裂断链(有机硅具有紫外线(UV)稳定性;也具有热稳定性和化学稳定性,所以容易灭菌)。其极性主链易发生异裂断链,但链上的甲基基团可提供保护作用。因此,有机硅具有疏水性,水在聚二甲基硅氧烷(PDMS)模型表面的接触角较高,为 108°。由于这种疏水性,在缺少表面活性剂的情况下,有机硅与水介质不发生反应,仅在强碱或强酸的环境中才会发生反应


软管在挤出成型后包装供应,一般为 50 英尺线圈型,单独装在双层密封聚乙烯袋中。值得一提的是,由于硅氧烷具有热固性,它们不能被再加工如同热塑性塑料。出于同样的原因,它们不能热密封;因此,连接时,硅胶管套在软管倒钩接头上,并用两根扎带从相反方向系牢,固定好软管。共模压成型是可行的,有时用于医疗器械领域。

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硅胶管外观和机械性能

与一些有机热塑性塑料相比,有机硅的透明度很好的描述为“半透明”。这一结果是因为制作软管的有机硅弹性体由有机硅聚合物和无定形二氧化硅组成。由于这两种材料具有不同的折射率,并且没有特定混合法来使它们相配,因此很多硅胶管都是半透明的。


固化后,有机硅弹性体表现出有意义的机械性能,这包括中等硬度和高断裂伸长率,但拉伸强度比聚氨酯(PU)低。与聚四氟乙烯(PTFE)相比,它们具有发粘的表面和较高的摩擦系数,但刚性要小得多。由于具有疏水性并且是优良的电绝缘体,所以它们会吸引灰尘。它们的工作温度范围比聚氯乙烯(PVC)更大。硅胶管可能存在的各种缺陷包括:挤出线或凝胶(可能是在挤出机中过早固化引起);气泡(固化过程中湿气可能被双辊磨的冷却辊筒吸收形成水蒸气,或 H-Si≡与铂固化产物中的羟基物质发生副反应形成氢气);微粒污染。


确定这些缺陷的限值不是一件容易的事,但它们应在供应商的销售规范中得到详细说明。与软管挤出用有机硅弹性体相关的 ISO标准甚至也参考了一些目视检查。与机械性能有关的其他问题涉及占地面积和搬运。这里的问题是利用小的占地面积来“管理”制药生产中的软管,同时避免扭结等问题。需要考虑的变量包括弯曲半径(在弯曲部分内表面测得的软管弯曲部分的半径)和弯曲力(弯曲至规定半径所需的应力)。


硅胶管有时可通过外部印刷标记,但由于其表面能较低,油墨粘附性不太好,使用常用溶剂进行清洗过程中即可轻易擦除。有机硅也可混色。硫酸钡常用作白色填料进行基底混色,或用于X-射线不透性医疗器械的共挤出条。


硅胶管耐化学品性

尽管它们不太可能存在于发酵或灌注操作等制药加工过程中,但有两个因素限制了有机硅的耐化学品性:某些有机溶剂引起溶胀,以及强碱或强酸引起化学降解。

有机硅的溶胀出现在甲苯等烃类非极性有机溶剂中。在溶胀时,重量比(w/w)会增加 200%,导致弹性体的机械性能减弱,但键实际上并未断裂,而是弹性体被“稀释”。溶胀取决于时间和分子量,因为它受扩散的控制。低分子量有机硅的硅胶管溶胀很快,而高分子量有机硅则较慢。


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