[发明专利]弹性体导管的辐照和后固化处理

说明书

背景技术

技术领域

本披露总体而言涉及弹性体的处理。更具体地，本披露涉及增加弹性体的组分之间的交联，用于产生机械性能的改进。

相关领域说明

基于硅氧烷的弹性体已用在医疗产业中用于各种医疗设备和机器部件，如医用导管(tubing)。总体而言，这些材料可以呈现良好的耐久性、长的寿命，并且不与体液和组织反应。

对用于例如医用导管等应用的弹性体的机械性能的一些现有担心已包括对响应于导管内流体压力的重复和周期变化的膨胀的敏感性。

发明内容

描述了用于改进弹性体的某些机械性能的处理技术。这些性能包括例如径向或环向强度、循环疲劳强度等。这些改进的机械特性可以用后固化热处理和辐照的结合来实现，如下所述。

根据本披露的一个方面，弹性体的后固化可以包括除用于初始固化以外的辐照和加热步骤，用于改进弹性体的机械性能。第二或“后固化”热暴露可以转化或活化额外的交联成分或组分，从而形成或增加弹性体的构成组分之间的交联，例如二氧化硅的高反应性表面和相邻聚合物。第二热暴露还可以促进二氧化硅团聚体的退火。辐照过程还增强了交联。示例辐照技术包括伽马射线辐照和电子束辐照。

现在，在查看示例性实施例、附图和权利要求的以下具体描述后，这些以及其他组分、步骤、特征、益处和优点将变得清楚。

附图简要说明

附图是示例性实施例。它们并不展示所有实施例。其他实施例可另外或替代使用。可以省略可能为清楚或不必需的细节，以节约空间或用于更有效的展示。一些实施例可以使用另外的组分或步骤和/或不使用所有展示的组分或步骤实践。当相同数字出现在不同附图中时，它是指相同或类似的组分或步骤。

图1展示了结构硅氧烷弹性体模型。

图2A展示了松弛状态下的图1的结构硅氧烷弹性体模型；图2B展示了应力状态下的图1的结构硅氧烷弹性体模型，示出正轴向应变。

图3展示了根据本披露处理弹性体导管以实现改进的径向强度的方法示例的流程图。

图4展示了容纳5ml进样体积液体的段如所接收的弹性体导管的压力对比辐射剂量的曲线图。

图5展示了容纳5ml进样体积液体的后固化弹性体导管段的压力对比辐射剂量的曲线图。

图6展示了根据本披露处理的加强的弹性体导管实例的液压爆裂泄漏测试期间获得的周期疲劳数据的曲线图。

图7展示了容纳第三周期的5ml进样体积液体的段如所接收的弹性体导管的压力对比辐射剂量的曲线图。

图8展示了容纳第三周期的5ml进样体积液体的后固化弹性体导管段的压力对比辐射剂量的曲线图。

图9展示了具有图4和图7数据的复合图。

图10展示了具有图5和图8数据的复合图。

图11是一组照片，示出已容纳5ml体积的管段样品的失效模式，分别为接收的(a)、仅辐照的(b)、仅后固化的(c)、以及辐照和后固化的(d)。

示例性实施例的详细说明

现在说明示例性实施例。其他实施例可另外或替代使用。可以省略可能为清楚或不必需的细节，以节约空间或用于更有效的呈现。一些实施例可以使用另外的组分或步骤和/或不使用所有说明的组分或步骤实践。

图1展示了结构硅氧烷弹性体模型100。弹性体包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)，该聚二甲基硅氧烷非常有弹性。模型包括许多PDMS聚合物链102。示出了热解法二氧化硅104，该热解法二氧化硅充当填充剂并且增加弹性体的硬度。如所示的，方法100包括许多交联剂106，这些交联剂起作用以化学键合弹性体的相邻组分。催化剂也可以存在，并且在加热下可以用来引发化学键合。也描绘了两个保持夹具1-2。

图2A展示了松弛或未拉紧状态下的图1的结构硅氧烷弹性体模型100；图2B展示了应力状态下的图1的结构硅氧烷弹性体模型100，示出由施加到夹具1-2的张力引起的正向轴向应变。图2A和图2B展示了弹性体内各种键的性能：(i)二氧化硅-二氧化硅键112，该键极其脆弱；(ii)聚合物-二氧化硅键114，该键往往增加硬度或硬度计；以及(iii)聚合物-聚合物键116，该键极其易延展并且导致或增强缠结和交联。

根据本披露的一个方面，弹性体或弹性体材料的后固化处理可以包括除初始固化期间实现的加热之外的辐照和另外的加热步骤，用于获得弹性体的改进的机械性能。示例性实施例包括硅基弹性体的辐照和热处理，以实现改进的爆裂强度。