Полимерный композиционный материал

Настоящая полезная модель относится к области химии полимеров и может быть использована при производстве полимеров, обладающих повышенной биосовместимостью с материалами ферментативных датчиков, применяемых в медицинских диагностических системах. Данная полезная модель представляет собой двухслойный полимерный композиционный материал, полученный методом соэкструзии, нижний слой которой изготовлен из полифениленоксида, несущий на себе функцию высокотемпературного основания и выдерживающий длительные высокотемпературные операции, сохраняя при этом начальные геометрические размеры. Верхний слой данной конструкции, выполненный из АБС-пластика, что позволяет получить высокую адгезию между наносимыми рабочими пастами и поверхностью полимерной подложки. Данный композиционный материал более технологичен и не так дорог как существующие аналоги.

Предложенная полезная модель относится к области химии полимеров и может быть использована при производстве полимеров, обладающих повышенной биосовместимостью с материалами ферментативных датчиков, применяемых в медицинских диагностических системах.

Известны двухслойные соэкструзионные пленки, применяемые для улучшения характеристик материалов, находящихся в контакте с поверхностью пленки, имеющие структуру ПЭ-ПЭ, ПЭ-СЭ, ЛП-СЭ (В.К.Крыжановский и др. «Производство изделий из полимерных материалов» СПб, Профессия, 2004)

Также известна термопластическая композиция в виде формовочного порошка, содержащая полифениленоксид (75% max) и алкениловый ароматический полимер (25%-100%), в качестве которого может быть использован сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС-пластик). Эту композицию предлагается использовать, в том числе, и для производства экструдируемых изделий (Патент Великобритании 1342653).

Кроме того, известен многослойный полимерный материал, который выбран в качестве ближайшего аналога, обладающий хорошей термоустойчивостью, а также устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды (Патент Японии 63270141).

Все известные пленки имеют недостаток в биосовместимости с материалами ферментативных датчиков, применяемых в медицинских диагностических системах.

Для устранения этого недостатка предлагается двухслойная соэкструзионная пленка, которая отличается тем, что с целью повышения биосовместимости с материалами ферментативных датчиков и одновременно термостойкости получаемого изделия пленка имеет структуру АБС-пластик - полифениленоксид (АБС-ПФО).

АБС-пластики обладают высокой химической стойкостью, что позволяет использовать различные пасты (графитовые, ферментативные, серебряные) в составе которых присутствуют различные растворители. Как показали экспериментальные образцы полученных полимерных подложек, после нанесения паст, растворитель незначительно проникал в поверхность пластика и при последующих термообработках испарялся.

АБС-пластик обладает также хорошим сопротивлением к истиранию и один из лучших материалов, имеющий адгезию к пастам, применяемым в производстве

лучших материалов, имеющий адгезию к пастам, применяемым в производстве ферментативных тест-систем. Единственным недостатком данного полимера является то, что не все марки выдерживают длительную термообработку при температуре 100°С. Выходом в данной ситуации является снижение температуры термообработки полимерных подложек, но при этом необходимо увеличивать время термообработки.

Полифениленоксид - теплостойкий аморфный конструкционный материал, имеет максимальную температуру длительной эксплуатации 105-150°С и выдерживает кратковременный перегрев до 190°С. Материал характеризуется высокой прочностью, стойкостью к ударным нагрузкам. Имеет высокую химическую стойкость - стоек к кипящей воде, пару, разбавленным и концентрированным щелочам, кислотам.

Получаемый полимерный композиционный материал представляет собой двухслойную полимерную конструкцию, полученную методом соэкструзии, нижний слой которой изготовлен из полифениленоксида, несущий на себе функцию высокотемпературного основания и выдерживающий длительные высокотемпературные операции, сохраняя при этом начальные геометрические размеры. Верхний слой данной конструкции, выполненный из АБС-пластика, позволяет решать следующую техническую проблему: получить высокую адгезию между наносимыми рабочими пастами и поверхностью полимерной подложки.

Данный композиционный материал более технологичен и не так дорог как полисульфон и полиэфирэфиркетон.

Метод получения биосовместимых полимерных материалов.

Метод получения биосовместимых полимерных материалов является методом плоскощелевой экструзии с определенными технологическими параметрами и высокотемпературыми, конструкционными полимерными материалами. Выбор задаваемых технологических режимов определяется полимерным материалом и толщиной полимерного листа.

В ходе данной научно-исследовательской работы было установлено, что этим методом можно достичь параметров установленных техническим заданием.

Особенностью этого метода является то, что технологические параметры, применяемые для одного материала могут не подходить для другого. Кроме подбора технологических режимов, может оказаться необходимым менять и конструкцию формующей плоскощелевой головки.

Следующим шагом в создании метода получения биосовместимых полимерных материалов является метод соэкструзии. Использование в одном изделии, получаемом соэкструзией, различных по свойствам пластмасс позволяет существенно расширить физико-химические и механические свойства полимерных подложек. Полимерный композиционный материал, состоящий из двух материалов (АБС-пластик и полифениленоксид), может быть получен методом соэкструзии. Принципиально технология производства биосовместимых полимерных листов соэкструзией совпадает с рассмотренной выше. Отличие заключается в следующем. Формующие головки запитываются из двух экструдеров. Как правило, в соэкструзионных головках развиваются более высокие по сравнению с традиционными давления. Конструкция таких головок должна обеспечить не только высокую точность регулирования температуры (±1°С), но и возможность регулирования реологических характеристик потоков компонентных полимеров.

Пример, подтверждающий наличие заявленных свойств у полученного материала.

Образцы полимерного композиционного материала, полученного вышеуказанным способом, толщиной 0,2, 0,3 и 0,5 мм подвергали трению по металлу с целью определения коэффициента трения путем скольжения образцов по стальной плоскости контртела без смазки. Этот коэффициент является показателем адгезивных свойств материала. Значения этого коэффициента составили 0,40 для слоя из АБС-пластика 0,35 для слоя из полифениленоксида, что значительно превышает значения коэффициента трения у других пластиков.

1. Полимерный композиционный материал, состоящий из полифениленоксида и алкенилового ароматического полимера, отличающийся тем, что данный материал выполнен в форме двухслойной соэкструзионной пленки, один слой которой состоит из полифениленоксида, а другой из алкенилового ароматического полимера, причем эти слои частично взаимопроникают и полимеризуются в процессе изготовления указанной пленки.

2. Полимерный композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве алкенилового ароматического полимера он содержит АБС-пластик.

3. Полимерный композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что он имеет толщину 0,2-0,5 мм.