高力学性能医用聚氨酯手套的制备研究

汪金鑫

（中红普林医疗用品股份有限公司，河北 唐山 063500）

目前医用手术手套主要采用天然乳胶制得，因为天然橡胶含有蛋白，对个别体质人群容易造成过敏反应[1]。为解决这一问题，市场上出现了聚异戊二烯手套，但是聚异戊二烯手套制作过程中，需要添加大量的促进剂，也存在过敏风险。聚氨酯因分子结构软硬度可以调节，能制成性能符合医用要求的产品[2]。聚氨酯的拉伸强度可达28 MPa；断裂伸长率可达1800%；拉伸模量可达7.3 MPa，力学性能良好，且对人体皮肤不会造成过敏反应[3]。本研究对几种聚氨酯原料、交联剂进行了实验。

1 实验部分

1.1 实验原料

水性聚氨酯乳液为 Inoova公司baymedixCD105（固含量 50%）、TiO2、交联剂UN577（碳化二亚胺交联剂）、Sac-100（氮丙啶交联剂）、UN178（环氧硅烷交联剂）。

1.2 实验步骤

1.2.1 凝固剂浸渍液的配制

配制固含量为20%的Ca（NO）2溶液，加入溶液质量分数2%的脱模剂和1%的润湿剂，搅拌30min，升温至55～60℃备用。

1.2.2 聚氨酯浸渍液的配制

将聚氨酯乳液稀释到固含量为25%，加入3%的表面活性剂，搅拌10 min，再加入2%的防老剂搅拌10min，最后加入一定量的TiO2、交联剂，搅拌30min。

1.2.3 制作聚氨酯手套的工艺方法

将模具浸渍到凝固剂溶液中10 s，放入95℃的电热干燥箱中烘干10min，取出模具冷却至60～65℃，浸渍聚氨酯溶液中10s，放入一定温度的电热干燥箱中烘烤一定的时间，脱模、制样、测试力学性能（所有条件测试10～15个样品，取平均值）。

1.3 性能测试

在HY-939C型拉力实验机上测定断裂拉伸强度及扯断伸长率，温度：室温22±3℃，湿度：50±5%RH，拉伸速率500mm/min。样条采用4 mm宽哑铃切刀制得。

2 结果与讨论

2.1 聚氨酯手套成型温度与时间的探索

探索聚氨酯溶液的烘烤温度与时间，结果如表1所示。

表1 温度和时间对聚氨酯成膜性能的影响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，说明烘烤时间太短；75℃和 95℃条件下烘烤 20 min，力学性能均达标，95℃略好于75℃的；120℃烘烤20 min，胶膜略微发黄，说明烘烤温度过高。

2.2 TiO2对手套力学性能的影响

将添加不同量的TiO2聚氨酯浸渍液制成胶膜进行测试，并与未加TiO2的空白胶膜性能进行比较，结果如图1所示。

图1 TiO2添加量对胶膜力学性能的影响Fig.1 Effect of TiO2on the mechanical properties of films

由图1可知，TiO2添加量不超过4%，对胶膜的力学性能影响不大，且添加低于4%可略微提高胶膜的力学性能。因此，TiO2作为颜料只需添加1%即可得到白色的胶膜。

2.3 交联剂对手套力学性能的影响

将交联剂添加到聚氨酯浸渍液中，制成胶膜进行测试，并与未加交联剂的空白胶膜性能进行比较，结果如图2、图3图4所示。

图2 UN178交联剂添加量对胶膜力学性能的影响Fig.2 Effect of UN178 on mechanical properties of film

图3 UN577对胶膜力学性能的影响Fig.3 Effect of UN577 on mechanical properties of film

图4 Sac-100交联剂添加量对胶膜力学性能的影响Fig.4 Effect of Sac-100 on mechanical properties of film

由图2、图3、图4可知，UN178交联剂对胶膜的力学性能无显著提升；UN577交联剂对胶膜的力学性能也没有明显提升；Sac-100交联剂对胶膜的力学性能有明显提升，在扯断伸长率不降低的前提下，断裂断裂拉伸强度略有提升。

3 结论

1）聚氨酯手套制作过程中，在不降低手套力学性能的前提下，可添加1%的TiO2作为颜料。

2）在配制聚氨酯浸渍液时，加入2%Sac-100交联剂制得的聚氨酯手套力学性能更好，并能够达到所需要求。