血袋、輸液管等醫(yī)療產(chǎn)品通常采用軟質(zhì)PVC(一種含有鄰苯二甲酸酯類增塑劑的塑料)制成，懷疑對人體健康有害。這些物質(zhì)沒有化學(xué)鍵合到聚合物上，這意味著它們可以滲透到血袋中，從而與人體細(xì)胞接觸。佛羅里達(dá)州霍夫表面工程和薄膜研究所的IST開發(fā)了一種新方法，可以防止這些有害物質(zhì)遷移到周圍介質(zhì)中。
增塑劑存在于許多日常生活用品中，也存在于醫(yī)療產(chǎn)品中。它們被添加到聚合物中，使材料具有更大的彈性和柔韌性。血袋和醫(yī)用導(dǎo)管通常含有DEHP(鄰苯二甲酸二乙酯己基酯)，這是一種聚氯乙烯添加劑，會對人體健康產(chǎn)生不利影響。將DEHP(鄰苯二甲酸酯的成員)列為有毒生殖物質(zhì)。因此，制造商在使用增塑劑必須獲得批準(zhǔn)，禁止在化妝品和玩具中使用增塑劑。盡管如此，它仍然可以在制作血袋的軟聚氯乙烯中找到。托馬斯紐伯特博士說：“軟聚氯乙烯含有多達(dá)40%的DEHP增塑劑。因?yàn)樵鏊軇┓肿硬粫瘜W(xué)鍵合到PVC上，所以它們可以遷移到環(huán)境中?！辈紓惾鹂说母埢舴蜓芯克奈锢韺W(xué)家。他和同事利用常壓等離子體工藝修飾塑料表面增塑劑的分子結(jié)構(gòu)，使分子發(fā)生交聯(lián)，從而阻止有害物質(zhì)穿越交聯(lián)晶格?！拔覀冊诘入x子體中產(chǎn)生活性物質(zhì)和高能紫外線輻射。這些物質(zhì)會滲透到PVC表面，破壞增塑劑分子中的化學(xué)鍵，然后與相鄰分子結(jié)合。諾伯特解釋說：“最終的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成了DEHP無法穿透的保護(hù)屏障。
95%屏障效應(yīng)
研究人員的試驗(yàn)表明，增塑劑從軟聚氯乙烯中的遷移可減少95%。為了測定阻隔效果，將處理過的聚氯乙烯薄膜在正癸烷(一種溶劑)中儲存2小時(shí)，以測定遷移的增塑劑的量。為了測試屏障的長期穩(wěn)定性，將處理過的軟聚氯乙烯薄膜在空氣中儲存四個(gè)月。他們發(fā)現(xiàn)生成的分子網(wǎng)絡(luò)不會溶解，保留了95%的屏障效應(yīng)。試驗(yàn)是使用用于制作血袋的聚氯乙烯薄膜進(jìn)行的。這些結(jié)果也可以外推至其他鄰苯二甲酸酯增塑劑，如TOTM(三-(2-乙基己基)偏苯三酸酯)或DINP(鄰苯二甲酸二異壬酯)。
大氣壓等離子體處理
但是這個(gè)過程具體是如何進(jìn)行的呢？為了防止增塑劑遷移，Neubert和他的團(tuán)隊(duì)使用電介質(zhì)屏障在大氣壓下放電。這包括在兩個(gè)帶有電介質(zhì)阻擋層的金屬電極之間放置聚氯乙烯薄膜。研究人員向每個(gè)電極施加數(shù)千伏的高交流電壓，在此電壓下，電極之間的空氣間隙會發(fā)生介質(zhì)阻擋氣體放電。Neubert說：“在產(chǎn)生的等離子體中，我們產(chǎn)生短波紫外線輻射，這將破壞增塑劑分子。這些分子碎片希望相互反應(yīng)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)?！奔儦鍤庾鳛楣に嚉怏w，容易電離，相對便宜。
對于Neubert來說，常壓等離子體處理是首選工具，因?yàn)樗韧扛补に嚱?jīng)濟(jì)得多，因?yàn)橥扛补に囘€可以防止增塑劑遷移?！巴繉庸に嚤仨殱M足非常高的要求。涂層必須非常牢固地附著在這里，并且是柔性的。此外，他們必須經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的醫(yī)療產(chǎn)品審批程序?！蹦壳?，研究人員和他們的團(tuán)隊(duì)正在努力使其工藝適合工業(yè)應(yīng)用，并充分加速，以在卷對卷加工中每秒處理幾米的聚氯乙烯薄膜。
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