이 고무 열경화성 재료는 유체 제어 부품에 잘 작동합니다.

Nov 26, 2023

2020년 8월 31일 낸시 크로티(Nancy Crotti)

합성 폴리이소프렌은 의료용 유체 제어 구성 요소의 중요한 폴리머가 되었습니다.

밥 퍼거슨(Bob Ferguson), Vernay 연구소

(이미지 제공: Vernay Laboratories)

천연 폴리이소프렌(NR)과 합성 폴리이소프렌(IR)은 의료용 유체 제어 부품 및 장치 어셈블리에 유용한 특성을 지닌 고무 열경화성 재료입니다. 이러한 재료 특성에는 매우 높은 신율, 높은 인장력 및 찢어짐 저항이 포함됩니다. 또한 뛰어난 복원력, 즉 변형 후 빠르게 원래의 모습으로 돌아가거나 회복하는 능력을 나타냅니다.

이러한 특성으로 인해 IR은 수술 기구 주변의 유체 누출 방지, 시트나 인터페이스에 대한 유체 제어 밸브 재밀봉, 압력 조절 멤브레인이 필요한 의료 응용 분야에 이상적입니다. 구체적인 용도는 다음과 같습니다:

이러한 모든 응용 분야에는 동적 및 정적 밀봉 요구 사항이 결합되어 있습니다. 탄력성은 재료의 동적 특성이므로 좋은 예입니다.

(이미지 제공: Vernay Industries)

동적 기계 분석기는 탄력성 특성을 높이기 위해 동적 특성을 정량화하고 다양한 고무 레시피를 비교할 수 있습니다. 예를 들어, DMA를 사용하면 화학자는 동적 복합 모듈러스, 저장 모듈러스 및 손실 모듈러스를 정량화할 수 있습니다.

수년간의 연구에 따르면 저장 탄성률을 높이고 손실 탄성률을 낮추면 히스테리시스가 감소되고 탄력성이 더 높은 레시피가 생성되는 것으로 나타났습니다.

저장 탄성률을 복합 탄성률의 스프링 구성 요소로 생각하십시오. 일부 응용 분야에서는 고무 부품이 이상적인 스프링과 같은 특성을 나타내는 것이 바람직합니다. 즉, 빠르게 반응하고 거의 모든 에너지를 반환합니다(에너지를 흡수하거나 약화시키지 않음). 고무 제조법의 특성은 특히 탄성 대 손실 계수의 비율을 조정하기 위해 다양한 폴리머, 필러, 가소제 및 기타 성분을 사용하여 조정됩니다. 이를 통해 화학자는 결과적으로 고무 재료 특성을 용도 및 부품 기준에 맞게 일치시킬 수 있습니다.

IR 제제의 물리적 특성 외에도 의료 응용 분야에 대한 특정 산업 규정을 충족하는 것도 중요합니다. 이러한 규제 측면에는 다음이 포함되지만 이에 국한되지는 않습니다. 생체 적합성(USP 클래스 VI 및 ISO10993), 저추출성 의약품 및 경우에 따라 허용 목록에 있는 물질(FDA 21CFR177.2600). 이러한 규정에는 세포 독성, 용혈, 돌연변이, 감작, 최대 성분 비율 제한, 제한된 성분 등과 같은 영역에서 재료가 충족해야 하는 성능 특성 및 실험실 테스트에 대한 엄격한 제한이 포함되어 있습니다. 이러한 요구 사항을 과학 및 화학으로 전환하려면 추가 고려가 필요합니다. 재료 점도, 유변학 및 모듈러스, 탄력성 및 화학적 호환성과 같은 물리적 특성에 미치는 영향. 미묘한 균형입니다.

재료 구성과 특성은 중요하지만 이것이 유일한 요소는 아닙니다. 엘라스토머 재료와 성형 부품은 3가지 중요한 기술적 측면, 즉 공식 재료 특성, 부품/툴링 형상 및 성형 공정의 균형에 따라 달라집니다. 하나를 변경하면 나머지 두 개에도 영향을 미칩니다.

합성 폴리이소프렌은 많은 유익한 재료 특성과 특성을 나타내지만 모든 적용 기준을 충족하는 성공적인 제품을 생산하려면 부품 형상과 성형 공정을 함께 고려하고 균형을 맞춰야 합니다.

Bob Ferguson은 Vernay Laboratories의 글로벌 연구 개발 담당 부사장입니다. 그의 전문 분야는 고무 소재 제제 개발, 첨가제로서의 나노입자, 자성 및 전기 유변학 소재입니다.

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