聚丙烯的辐照效应以及在医用一次性防护服辐照灭菌中的应用
文献类型：学位论文
| 作者 | 张强 |
| 答辩日期 | 2021 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) |
| 导师 | 吴国忠 |
| 关键词 | 聚丙烯 辐照裂解 辐照灭菌 |
| 英文摘要 | 聚丙烯(Polypropylene,PP)是一种半结晶热塑性聚合物,具有质轻,耐热,出色的机械加工性能,化学稳定高、耐腐蚀,无毒且可循环利用等特点。它是五大通用塑料之一,广泛用于化学工业、汽车工业、医疗产品和包装材料。但是,PP具有较差的耐老化性、耐候性和耐辐照稳定性。辐照灭菌过程大都暴露在空气中进行,大多数聚合物基材的医疗器械在空气中会出现不同程度的氧化降解,损害产品的性能与安全。研究空气环境下PP的辐照效应,评估辐照裂解与老化对性能的影响,可以为PP基材医疗器械的辐照灭菌工艺参数的设定提供理论参考。本论文研究了在空气中γ射线辐照PP吸收不同剂量后,其结构与性能的变化程度。同时,还选用PP基医用一次性防护服作为研究对象,评估辐照灭菌剂量对其结构与性能的影响。具体研究内容及结果如下:(1)在常温空气环境下,采用γ射线在不同吸收剂量下对PP进行辐照,通过紫外吸收光谱、FT-IR、DSC、TGA、ESR和MFR等表征方法对辐照前后样品的颜色、化学官能团、结晶性能、热稳定性、自由基变化和熔体流动速率等变化进行了测试。研究发现伽马辐照后PP发黄,且随着吸收剂量的增加颜色加深,原因是形成共轭双键等生色基团;FT-IR未能检测出辐照前后化学官能团的明显变化,说明生色基团产额在5%以下;PP熔融温度随吸收剂量增加而逐渐降低,结晶度逐渐减小;吸收剂量增加使PP热稳定性略微降低;辐照后PP中产生烷基自由基与过氧自由基,且自由基浓度依赖吸收剂量增加;伽马辐照增加了PP的熔融指数,PP辐照裂解导致分子量降低。(2)三种医用一次性防护服A、B、C分别为PET/PU、PP/PE、PE材质,经过钴源γ射线辐照,外表面微观形貌没有明显改变,材料表面极性增强,但仍保持疏水性。γ射线辐照灭菌在吸收剂量(≤50 k Gy)范围内对防护服A的拉伸性能影响不大,而防护服B和C的拉伸断裂强力和断裂伸长率随着吸收剂量增加而降低,尤其是防护服B辐照后拉伸性能损失较大。经辐照灭菌的防护服在贮存1个月后拉伸断裂强力和断裂伸长率不同程度变化:PET/PU材质防护服拉伸断裂强力降低11.9%,断裂伸长率略微下降后,稳定在30%左右;PP/PE材质防护服断裂强力下降到40 N左右,断裂伸长率降低到60.5%;PE材质防护服断裂强力和断裂伸长率几乎不随贮存时间变化。PET/PU和PE材质医用一次性防护服辐照灭菌后贮存期可达12个月。PET/PU材质防护服辐照产生的自由基数量少,未能检测到明显的自由基信号。PP/PE和PE材质防护服辐照产生的自由基浓度与吸收剂量正相关,自由基浓度随贮存时间迅速降低,一个月后趋于稳定。经过γ辐照灭菌处理后,PET/PU材质的防护服性能稳定,PE材质的防护服性能较为稳定,而含有PP材质的防护服拉伸性能受吸收剂量和贮存老化的影响较大,伽马辐照灭菌剂量不宜超过20 k Gy,否则性能难以满足国标要求。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/33908]  |
| 专题 | 中科院上海应用物理研究所2021-2022年 |
| 作者单位 | 1.中国科学院上海应用物理研究所 2.中国科学院大学; |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张强. 聚丙烯的辐照效应以及在医用一次性防护服辐照灭菌中的应用[D]. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所). 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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