玻璃填充聚丙烯手术托盘制造技术

由纤维增强热塑性组合物形成的手术制品包括聚丙烯聚合物组分和纤维增强组分。使用真空成型工艺形成手术制品。手术制品可包括手术托盘，其包括底表面，该底表面具有围绕其周边设置并从所述底表面延伸的侧壁。真空成型可以包括加热器轮廓，其被构造成加热板的周边处的表面区域，由此底表面处的板变薄被最小化并且通过侧壁的半径拉伸被最小化，从而保持最大壁厚。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃填充聚丙烯手术托盘
本公开内容涉及玻璃填充的聚丙烯组合物和制品，例如由其形成的手术托盘。
技术介绍
通常将玻璃纤维添加到半结晶材料例如聚丙烯材料中，以在极端温度下保持或改进尺寸稳定性。不幸地，添加玻璃纤维也会导致弹性降低。类似地，热塑性树脂中的长纤维增强物可以改进产品的冲击性能。然而，复合材料中长纤维的存在也会导致复合材料的不希望的脆性，这可能由于性能问题而限制其适用性。因此，仍然需要热塑性组合物和由其形成制品的方法，其可以提供改进的冲击强度性能和其它改进的性能，包括为医疗应用进行灭菌的能力。本公开内容的组合物、制品和方法满足了这些需求和其他需求。
技术实现思路
根据本公开内容的目的(一个或多个)，如本文所体现和广泛描述的，在一个方面，本公开内容涉及能够形成制品例如手术托盘的纤维增强热塑性聚合物组合物。因此，在第一方面，本公开内容提供一种纤维增强热塑性组合物，其包含聚丙烯聚合物组分；和纤维增强组分，其中该组合物能够被真空成型为手术托盘。在另一个方面，一种或多种制品可以在加热器轮廓下由纤维增强热塑性组合物形成，该加热器轮廓被构造用于在板(plaque)的周边处进行表面区域加热，使得中心热量使板变薄和通过侧壁的半径拉伸最小化，从而保持最大壁厚。这种加热器轮廓可以使用加压卤素加热器。具体实施方式传统上，纤维增强热固性塑料已用于要求性能的应用，例如航空航天。然而，最近，医疗行业对纤维填充的热塑性复合材料感兴趣，因为它们的改进的延展性和抗冲击性、热成型性、更短的生产周期和可回收性。这些改进增加了制品符合政府法规的可能性。此外，这些改进具有成本效益，这一特征对医疗设备制造商而言可能很重要。为了获得热塑性基复合材料的最佳性能，可能期望使用用玻璃纤维(GF)增强的聚丙烯(PP)。这种GF-PP复合材料通常容易获得，因此使其非常经济，并且在应用中，例如在汽车保险杠和侧门支撑件中表现出改进的抗冲击性。GF-PP的性能可以通过PP、玻璃纤维和它们之间的界面的性质来确定。PP是一种半结晶热塑性塑料，其中结晶相在确定整个复合材料的宏观性质中起关键作用。结晶是一种热力学过程，其主要取决于制造周期最后阶段的冷却速率。快速冷却对复合材料制造商肯定是有益的，因为总处理时间可以减少。然而，重要的是要了解加热和冷却如何影响所得PP及其复合材料的机械性能。已经表明，冷却速率影响结晶度(结晶相与非晶相的比率)和形态(通常称为球晶的晶体的尺寸)两者。通常，提高冷却速率会降低纯均聚物PP及其复合材料中球晶的结晶度和尺寸两者。这些降低会影响GF-PP的机械性能：提高冷却速率可提高弯曲强度、面内剪切强度、失效应变、拉伸/开口(模式I)和面内剪切(模式II)断裂韧性。已进一步表明，冷却速率也影响经典GF-PP的纤维-基质界面。失败的GF-PP层压板的扫描电子显微镜(SEM)观察揭示，快速冷却的样品中的大部分损坏发生在大块PP基质中，而缓慢冷却的样品中的损坏主要以纤维-基质剥离为特征。这些观察证实了单纤维拉拔试验的结果，其表明，在淬火PP中玻璃纤维的纤维-基质界面剪切强度(IFSS)高于等温结晶PP中玻璃纤维在140摄氏度(℃)的停留温度下的纤维-基体界面剪切强度(IFSS)。此外，可以优化用于将热量施加到板以形成各种制品的机制。例如，加压卤素加热器可用于将热量施加到由本文所描述组合物形成的板上。作为另一个实例，加热器的最大操作温度可以在1500-3000℃之间，和最大强度可以在0.80微米(μm)和2μm之间。作为进一步的实例，加热器可具有约2700℃的最大操作温度和约0.90μm的最大强度。进一步，加热器轮廓可以被优化或构造用于在板的周边处进行表面区域加热，使得中心热量使板变薄被最小化和通过侧壁的半径拉伸被最小化，从而保持最大壁厚。如上简述，本公开内容的方面提供纤维增强热塑性聚合物组合物，其相对于常规增强热塑性组合物表现出一种或多种改进的性能。例如，所公开的纤维增强热塑性聚合物组合物可以表现出一种或多种改进的冲击性能、改进的延性破坏模式，并且可以表现出更柔软的触感或感觉以及相对低的表面光泽度。为此，如本领域普通技术人员将理解的，传统的增强热塑性材料通常包含已与玻璃增强纤维混合的热塑性材料，以赋予刚性并改进冲击强度，例如通过拉伸强度和模量总体增加证明的。然而，增强玻璃纤维的添加通常也会降低热塑性材料的弹性性能，例如通过降低的延展性或拉伸伸长率或应变证明的。如上所述，所公开的组合物包含热塑性聚合物组分。热塑性聚合物组分包含至少一种热塑性聚合物。在一个方面，热塑性聚合物组分可包含单一热塑性聚合物材料，或者，可选地，在另一方面，可包含两种或更多种不同热塑性聚合物材料的共混物。热塑性聚合物组分可包含适用于组合物或预期应用的任何热塑性聚合物或聚合物的混合物。根据一些方面，热塑性聚合物组分包含聚丙烯聚合物组分。例如，在一些方面，聚丙烯组分可包含聚丙烯均聚物。根据示例性非限制性方面，适用于本文公开和描述的组合物和方法的商业可获得的聚丙烯均聚物是可从IneosTechnologies获得的InnoveneTMH20H级聚丙烯。当在230℃的温度和2.16千克(kg)载荷下测量时，InnoveneTMH20H级聚丙烯的熔体流动指数(MFI)为约20克/10分钟(g/10min)。在又进一步示例性和非限制性方面，可以使用低流动性和高流动性级热塑性聚合物中的一种或多种。通常，低流动性级热塑性聚合物可描述为在230℃的温度和2.16kg载荷下测量时具有小于20g/10min的MFI的热塑性聚合物，并且高流动性级热塑性聚合物可描述为在230℃的温度和2.16kg载荷下测量时具有大于或等于20g/10min的MFI的热塑性聚合物。在一个方面，低流动性PP可包括BapoleneTM4042聚丙烯树脂(BamburgerPolymers,Inc.，当在230℃的温度和2.16kg载荷下测量时，MFI为约4g/10min)和高流动性PP可包括BapoleneTM4082聚丙烯树脂(BamburgerPolymers,Inc.，当在230℃的温度和2.16kg载荷下测量时，MFI为约35g/10min)。作为实例，BapoleneTM4042低流动性PP和BapoleneTM4082高流动性PP的共混物可以混合(有或没有其他组分/添加剂)，以产生在210℃的温度和5kg载荷下测量的MFR为14和18g/10min之间的聚丙烯。一种或多种低流动性和高动性材料的加载量可包括相对于PP共混物的30％高流动性和70％低流动性以及50％低流动性与30％高流动性、包括剩余20％添加剂和其他组分，产生100％wt的总共混组合物。可选地，聚丙烯组分可包含聚丙烯共聚物。热塑性聚合物组分可以任何期望的量存在于组合物中。然而，在一些方面，热塑性聚合物组分在组合物中存在的量可以在组合物的约10重量％(wt.％)至90wt.％的范围，或10wt.％至90wt.％，包括例如15wt.％、20wt.％、25wt.％、30wt.％、35wt.％、40wt.％、45wt.％、50wt.％、55wt.％、60wt.％、65wt.％、70wt.％、75wt.％、80wt.％、或85wt.％的示例性量。在更进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由纤维增强热塑性组合物形成的手术制品，其包括：a)聚丙烯聚合物组分；和b)纤维增强组分，其中所述手术制品使用真空成型形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.20 US 62/364,6071.一种由纤维增强热塑性组合物形成的手术制品，其包括：a)聚丙烯聚合物组分；和b)纤维增强组分，其中所述手术制品使用真空成型形成。2.权利要求1所述的手术制品，其包括：a)10至80wt.％的所述聚丙烯聚合物组分；和b)20至90wt.％的所述纤维增强组分。3.权利要求1-2中任一项所述的手术制品，其中所述手术制品包括手术托盘，其包括底表面，该底表面具有围绕其周边设置并从所述底表面延伸的侧壁。4.权利要求1-3中任一项所述的手术制品，其中所述真空成型包括加热器轮廓，所述加热器轮廓构造成加热板的周边处的表面区域，使得在所述底表面处的板变薄被最小化并且通过所述侧壁的半径拉伸被最小化，从而保持最大壁厚。5.权利要求4所述的手术制品，其中所述加热器轮廓通过加压卤素加热器施加。6.权利要求1-5中任一项所述的手术制品，其中所述聚丙烯聚合物组分包含聚丙烯均聚物。7.权利要求1-5中任一项所述的手术制品，其中所述聚丙烯聚合物组分包含聚丙烯共聚物。8.权利要求1-7中任一项所述的手术制品，其中所述纤维增强组分包括玻璃纤维。9.权利要求8所述的手术制品，其中所述纤维增强组分包括长玻璃纤维，所述长玻璃纤维在挤出或模塑后具有约2至约15mm的长度。10.权利要求8所述的手术制品，其中所述纤维增强组分包括短玻璃纤维，所述短玻璃纤维在挤出或模塑后具有约0.1至约0.2mm的长度。11.权利要求1-10中任一项所述的手术制品，进一步包含一种或多种选自偶联剂、热稳定剂、流动改性剂和着色剂的添加剂。12.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·M·劳林，C·L·米尔恩，R·M·费伯，M·南迪，C·J·J·马斯，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL