本发明属于医疗器械领域,尤其是涉及一种防利器伤害的稀土金属基医用橡胶材料。
背景技术:
1、在医疗领域,医护人员经常面临各种风险,其中最大的风险之一就是被锋利的医疗器械割伤。这种伤害不仅对医护人员的身体造成伤害,还可能导致疾病传播。因此,研发一种能有效防止利器伤害的医用橡胶材料显得尤为重要。传统的医用手套主要由天然橡胶、合成橡胶或pvc制成,虽然可以提供基本的防护,但对于尖锐物体的穿刺和切割伤害,其防护效果有限,具有一定程度的局限性。另外,这些材料在长时间使用后容易老化、变脆,降低其防护性能。
2、而稀土元素因其特殊的电子结构而具有许多独特的物理和化学性质。通过一些化学手段进行修饰后,某些稀土化合物具有很高的硬度和韧性,这使得它们成为增强手套抗切割和防穿刺能力的理想选择。此外,稀土材料还具有良好的生物相容性,不会引起过敏或其他不良反应。
3、还有稀土材料的橡胶材料作为一种新型结构的功能型橡胶材料,可以通过熔融共混的方式、键合配位的方式或原位聚合的方式实现引入稀土元素,是一种实用、工艺简便、制备方便、易实现复合的工艺流程,共混方式主要有机械和熔融,此外还有采用溶媒或者溶剂溶解的方法。填充材料可以是稀土及其氧化物和改性后的稀土有机物等。引入稀土材料后的橡胶材料能够获得更佳优良的力学性能,增加利器尖刃处的高性能载荷集聚,提升胶皮拉伸力学性能和材料的防刺穿性能,具有高强、高模、耐高温、化学稳定性好等优异性能。此外,稀土功能纳米填充物在手术过程中不仅有效的防止了利器伤害,在对医护人员保护的同时也有效的对患者的健康产生了积极的作用。
4、因此,防利器伤害的稀土金属基医用橡胶材料作为一种医疗器械领域的新兴技术,展现了巨大的应用价值和发展潜力。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明旨在克服现有技术中的缺陷,提出一种防利器伤害的稀土金属基医用橡胶材料。
2、为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
3、第一方面,本发明提供了一种稀土金属基填充材料,由稀土硝酸盐化合物、柠檬酸、聚合物配体在碱性环境下共沉淀法制备而得,所述柠檬酸与稀土硝酸盐化合物的质量比为1:(10-15)。
4、优选地,所述稀土硝酸盐化合物包括六水合硝酸镧、六水合硝酸铈、六水合硝酸钆、六水合硝酸钇中的一种或两种以上的混合物。
5、优选地,所述聚合物配体选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚醚中的一种或几种的混合物。
6、优选地,所述柠檬酸与聚合物配体的质量比为2:1。
7、第二方面,本发明还提供了上述稀土金属基填充材料的制备方法,包括如下步骤:
8、s1:在六水合硝酸稀土化合物水溶液中加入溶于聚合物配体的柠檬酸溶液,在60-80℃温度下搅拌2-6h得到混合溶液;
9、s2:向混合溶液中滴加碱性溶液,滴加完毕后,继续保持60-80℃持续搅拌2-6h获得前驱体反应液;
10、s3:将前驱体反应液烘干浓缩至干样后研磨,再在600-1200℃下煅烧后获得稀土金属基填充材料。
11、优选地,所述稀土硝酸盐化合物在混合溶液中占比为0.4-0.7 mol/l。
12、优选地,所述碱性溶液为质量浓度为25%的氨水。
13、第三方面,本发明还提供了一种应用上述稀土金属基填充材料制备得到的医用橡胶材料。
14、第四方面,本发明还提供了上述医用橡胶材料的制备方法,包括如下步骤:
15、将天然橡胶乳液与纳米稀土悬浮液浆料、助剂混合均匀后熔融混炼得到浸胶液,将悬挂的模具并浸入胶液,保持1-2 h后,将模具烘干得到稀土金属基医用橡胶材料,所述纳米稀土悬浮液浆料为稀土金属基填充材料与乙二醇、分散剂混合砂磨制得。
16、优选地,所述纳米稀土悬浮液浆料中稀土金属基填充材料的粒径为100-200 nm。
17、优选地,所述纳米稀土悬浮液浆料的固含量为25%-35%。
18、优选地,所述天然橡胶乳液中稀土金属基填充材料的添加质量为1%-2%。
19、优选地,所述分散剂为hh2120水油通用分散剂。
20、相对于现有技术,本发明具有以下优势:
21、(1)本发明采用片层结构改性稀土氧化物作为稀土金属基填充材料的引入,提高了医用橡胶材料的防刺穿能力。与传统医用橡胶材料相比,这种材料的使用使得产品在防穿刺性能上有了显著提升;
22、(2)本发明制备的具有片层结构的改性稀土金属基填充材料,通过湿法砂磨工艺,将稀土金属基填充材料变成获得颗粒大小分布在100-200 nm左右的纳米级小颗粒,并且采用助剂如2120分散剂能够使稀稀土金属基填充材料均匀且稳定的分散在橡胶乳液中,从而均匀的分散在橡胶材料当中进行硫化成型;
23、(3)本发明中的稀土离子具有丰富的电子能级和较强的络合能力,通过化学手段组装为片层结构后,通过掺入医用橡胶材料当中,利用分层界面产生面波,有助于改善荷载集中状态,分散冲击力,从而提供更好的防护效果,有助于降低穿透物对人体组织的冲击伤害。
1.一种稀土金属基填充材料,其特征在于:由稀土硝酸盐化合物、柠檬酸、聚合物配体在碱性环境下共沉淀法制备而得,所述柠檬酸与稀土硝酸盐化合物的质量比为1:(10-15)。
2.根据权利要求1所述的稀土金属基填充材料,其特征在于:所述稀土硝酸盐化合物包括六水合硝酸镧、六水合硝酸铈、六水合硝酸钆、六水合硝酸钇中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的稀土金属基填充材料,其特征在于:所述聚合物配体选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚醚中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的稀土金属基填充材料,其特征在于:所述柠檬酸与聚合物配体的质量比为2:1。
5.权利要求1-4任一项所述的稀土金属基填充材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
6.根据权利要求5所述的稀土金属基填充材料的制备方法,其特征在于:所述稀土硝酸盐化合物在混合溶液中占比为0.4-0.7 mol/l。
7.根据权利要求5所述的稀土金属基填充材料的制备方法,其特征在于:所述碱性溶液为质量浓度为25%的氨水。
8.一种应用权利要求1-4任一项所述的稀土金属基填充材料制备得到的医用橡胶材料。
9.权利要求8所述的医用橡胶材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
10.根据权利要求9所述的医用橡胶材料的制备方法,其特征在于:所述纳米稀土悬浮液浆料中稀土金属基填充材料的粒径为100-200 nm;
