Szerves szintetikus polimerek (műanyagok).

Átírás

1 89 Szerves szitetikus polimerek (műayagok). Ebbe a részbe elsősorba biokompatibilis szerves műayagok ismertetését adjuk meg. Ezek részbe tartósa humá testbe beépíthető implatátumok vagy egyszer haszálatos orvosi segédeszközök vagy legtöbbször orvosi műszerek, elektromos mérő eszközök, beredezések (ikubátor stb.) szerkezeti ayaga. P L I E T I L É N A polietilé a legjobb elektromos szigetelőayagok, közé tartozik. Ismert és széles körbe haszált kábelszigetelő ayag és így orvosi elektromos beredezések szerkezeti ayaga. Az orvosi területe kissűrűségű (LDPE) és lieáris kissűrűségű (LLDPE) típusokból főleg fóliákat, tasakokat, csöveket és egyszer haszálatos fecskedőket készíteek. Ezek a típusok szobahőmérséklete plasztikus rugalmas ayag. Nagyobb mechaikai szilárdságú termékekhez agy sűrűségű (DPE) polietiléeket haszálak. Eek a típusak agyobb a kristályossága, merevebb. A legtöbb implatátumot az ultra-agy molekulatömegű PE - ből (UMWPE) készítik, amelyek molekulatömege Dalto, a hagyomáyos kis-és agysűrűségű polietiléek éháyszor százezres móltömegével szembe. Ebből készülek térd izület implatátumok, csípőízületek egyes részei. Polietiléek szerkezete a következő: R Az R csoport főleg etil vagy butil gyökből álló oldallác Polietilét polimerizációval etiléből állítják elő A három típus az alábbiak szerit állítják elő: a.) A kissűrűségű LDPE- t agy yomáso autoklávba, vagy csőreaktorba állítják elő bar. yomáso o, % oxigé vagy peroxidok iiciátorok jelelétébe. Az így előállított polietilébe mitegy 1000 széatomokét va egy-egy oldallác. Nagy yomású etilé sűrűsége gr/cm 3, olvadáspotja és kristályossági foka 64 %. b.) A agysűrűségű polietiléeket (DPE) két módszer szerit állítják elő. Az egyik a Natta- Ziegler eljárás, amelyél a yomás léyegese kisebb 1-50 bar, a hőmérséklet között va Katalizátor Al( 2 5 ) 3. Til 3 vagy titáészter. Eek kristályossága (87 %) - és így sűrűsége ( gr/cm 3 ) valamit olvadáspotja ( ) agyobb, mit az előbbié. Ebbe a polietilébe 5 alkil csoport va 1000 széatomokét, főleg etil - csoportok. A Philips-típusú heterogé fázisú katalizátorral (r 2 3 ) eljárással szité alacsoy yomáso (30-40 bar) és hőmérséklete lieáris polietilét állítai elő (Marlex-50). Ez gyakorlatilag em tartalmaz oldal csoportokat, ezért mid a kristályossága(93 %) és ezzel kapcsolatos sűrűsége ( 0.96 gr/cm 3 ) és olvadáspotja (140 ) legagyobb. c.) ultra agy molekulájú PE t (UMWPE) módosított Natta Ziegler eljárással állítaak elő. Az UMWP a többi polietiléel összehasolítva azoos szilárdság mellett agyobb ütőhajlítószilárdsággal, kisebb kopással és agyobb feszültség korróziós elleállással redelkezik. Az ilye agy molekulájú ayagok már em olvaszthatók meg, ezért a feldolgozása agy yomáso sziterezéssel, adalékayagoktól metese törtéik, ugya úgy, mit pl. a PTFE-é. A agy yomás ( MPa) és a kristályos olvadáspothoz közeli hőmérséklet hatására a polimer morfológia megváltozik, kristályossága megő. Újabba fröcsöthető UWMP típus is forgalomba kerül. azákba TVK Rt állit elő polietilét.

2 90 Fizikai és kémiai tulajdoság Polietilétípusok főbb fizikai, mechaikai tulajdoságait a P1 táblázat, feldolgozási körülméyeit P2 táblázat mutatja. Polietiléből egykristály is készíthető. A polietilé-kristályok cikcakk kofigurációjú molekulák hajtogatott csomagjaikét alakulak ki. Va olya elképzelés is, hogy a lieáris polietilébe ics amorf fázis a polimer polikristályos agregátumokból áll. Nagyo kicsi a vízfelvétele, feldolgozás előtt ezért em kell szárítai, em oldódik és em is duzzadak poláros oldószerekbe. ldószerállósága kb.50 -ig ige jó, az ayag hőkezelésével erős savakak és lúgokak elleáll, orvosi tisztaságú polietilé biokompatibilis ayag Így a polietilé kristályos ayag: a kereskedelmi ayag amorf és kristályos részek keveréke. A polietilé-kristályok lemezes szerkezetűek, a lemezek szélessége kb. 1µm, vastagságuk kb.10 m. P1. Táblázat: Polietiléek fizikai mechaikai tulajdoságai. Tulajdoság LDPE DPE UMWPE Sűrűség (g/cm3) 0,91-0,925 0,941-0,965 0,94 0,99 Moltömeg (g/mol) < M Kristályosság (%) úzószilárdság (MPa) Nyúlás (%) 500 > Rug.Modulusz (GPa) ,4 0, 8-2,7 Vízfelvétel * (%) <0,1 >0,1 <0,1 lv. tartomáy ( ) Felhaszálási tartomáy, ( ) A polietilé teljese apoláris ayag, közepes frekveciáko egyáltalába em vola várható dielektromos diszperzió. Kis frekveciáko a polimerbe befogott elektrookból és krisztali-tok határfelületé kialakuló dipolsűrűségtől várható polarizáció, egésze agy frekveciáko pedig a deformációs rezgésektől. Eek elleére mégis jól kifejezett dilektromos veszte-ség maximumok észlelhetők. Ez arra vezethető vissza, hogy a polietilé midig kis mértékbe oxidálódik és poláros karboilcsoportokat tartalmaz. Megállapították, hogy a polietilé, ß, diszperziós tartomáyokból áll. α relaxációs csúcs kj/mól aktiválási eergiával, a kristályos fázissal, a ß rész 62.8 kj/mól aktiválási eergiával, az amorf fázissal va kapcsolatba. A γ csúcs forgattyúmozgásra utal kj/mól aktiválási eergiával. Kisyomású polietilébe csak α és γ csúcsok vaak, a agy yomású polietilébe már mid a három csúcs szerepel, míg agy fokú amorf fázisú polietilé esetébe csak ß és γ csúcsok vaak, az előbbi megállapításak megfelelőe. A polietilé Maxwell test tartós igéybevétel eseté maradó deformációt szeved. Ezekből az is következik agyo jó agyfeszültségű szigetelő. Az átütési tulajdosága hômérséklet övelésével csökke és 50 felett, pedig rohamosa romlik, ami arra vezethető vissza, hogy 50 felett a kristályossági fok csökkeésével a hibahelyek száma övekszik. Viszot térhálós polietilé a agyobb hőmérsékletek tartomáyába léyegese jobbak mutatkozik, mit a közöséges. Sterilizáció és i -vivó tulajdoságok. Az UMWPE t készült implatátumokat általába γ sugárzással sterilizálják ( 60 o sugárzásforrásba). xigémetes körülméyek között ez a PE térhálósodását okozza, mert a sugárzás szabad gyököket kelt. xigé jelelétébe a térhálósodáso kívül oxidatív degradáció is fellép. A sugárzás beállításával megtalálható az optimum a molekulatömeg csökkeés és a térhálósodás között

3 91 P2. Táblázat. Polietiléek tipikus feldolgozási paraméterei- Feldolgozás LDPE DPE Fröcsötés Ayaghőmérséklet ( ) Szerszámhőmérséklet ( ) Fröcsyomás (bar) Extrudálás Ayaghőmérséklet ( ) Szerszámhőmérséklet ( ) Fóliafúvás Ayaghőmérséklet ( ) A csípőizület protézisekél az UMWPE fotos alapayag. Nagy hátráya az UMWPE ből készült protézisekek a korlátozott élettartamuk. I-vivo vizsgálatok alapjá a protézisek mitegy 30%-ál tíz évvel a beültetés utá komplikációk léptek fel. A polietiléekél törése kívül a kopás és a kuszás a legjeletősebb problémák. Míg i-vitro kísérletekbe viszoylag alacsoy, kb. 0,2-0,9 µm/év kopást mértek a PE és a külöböző, a kliikai gyakorlatba alkalmazott fémek illetve kerámiák között, addig az i-vivo vizsgálatokál µm/év kopásértéket találtak PE és acél, illetve PE és kerámia párok esté. A kopás miatt a protézis kilazulhat, a keletkező UMWPE részecskékéből pedig grauloma alakulhat ki. Eek kiküszöbölésére külöböző módosításokkal éltek. P L I P R P I L É N PP. A poletiléhez legközelebb álló poliolefi XX. Század legsikeresebb polimerje, amelyből jeleleg kb. 10 millió toa az évi termelés. árom külöböző térbeli szerkezettel állítható elő. Lehet Atataktikus, izotaktikus és szüdiotaktikus térszerkezetű polipropilé

4 92 Ataktikus Izotaktikus Szüdiotaktikus Az élővilág polimerjeihez hasolóa, igazi előyeit csak térbelileg szabályozott, izotaktikus vagy szüdiotaktikus lácalakba tudja kifejtei. Előállítás. Az izotaktikus PP gyártástechológiája korábba ( ) Ziegler Natta katalizátorokkal idult, ipp mellett 5-7%-ba ataktikus (app) PP-t szerves oldószerrel ki kellett extraháli. Jeleleg kifejlesztett specifikus katalizátorral (irkuium magvú metallocé) sikerült tisztá sztereoreguláris PP iparilag előállítai. Nemcsak homo, haem PP tartalmú kopolimereket pl. etilé-propilé (E-PP), amely kitűő ütésállóságáról evezetes vagy az EPDM (etilé-propilé-difukciós moomer) terpolimer, amely rugalmas gumiszerű ayag. Másik lehetőség, hogy kompozitokat állítaak elő, ilye pl. az üvegszállal (GF) erősített polipropilé. Fizikai és kémiai tulajdoságok. PP-ek az oldószerállósága kiváló. Polipropléek dielektromos vizsgálat szerit két diszperziós csúcsa va az egyik a magasabb hőfokál szereplő α csúcs 418 kj/mól aktiválási eergiával és ß csúcs alacsoyabb hőmérsékleti tartomáyba 109 kj/mól aktiválási eergiával. Előbbi α csúcs a kristályos fázissal kapcsolatos, míg a ß csúcs amorf fázisra utal. Az alábbi táblázat PP homopolimerek, E-PP kopolimerek és GF PP kompozitak éháy fotos fizikai adatait mutatja.

5 93 Külöféle polipropilé típusok tulajdoságai. Tulajdoságok Egység PP homo E-PP kopol. PP-GF(30%) Fizikai tulajdoságok Sűrűség g/cm 3 0,90 0,91 1,15 Kristályosság % Tellítettségi vízfelvétel % - - 0,05 Mechaikai tulajdoságok Szakító szilárdság MPa Szakadási yúlás % úzó rug. modul GPa 1,6 0,6 7 ajlító szilárdság MPa ajlító modulus GPa 1,4 - - Ütőmuka 23, horyolatla kj/m 3 >40 N:T 35 Ütőmuka 23 horyolt KJ/m N.T= em törik Termikus tulajdoságok lvadási hőmérséklet Üvegesedési őmérséklet 0 < DT hőállóság (1.8 MPa) Tartós hő-terhelhetőség Lieáris hőtágulás T g alatt 10-4 K -1 1,4 1,6 0,6 T g felett 10-4 K ,2 0,3 Egészségügyi alkalmazások. A PP orvostechikai alkalmazása sorá is hagsúlyosa megjeleő előy a PE-el szembe, hogy az olvadási hőmérséklet jóval magasabb, 165 körüli, s a késztermék - pl. az egyszer haszálatos fecskedő akár forró túlyomásos gőzzel is sterilezhető, pl.135 -o. Az orvosi műszergyártásba a PP jeletősége egyre övekvő. PP - ből készül fecskedő, számos műszaki és orvostechikai szűrő, és kábel, továbbá sokféle csomagoló eszköz. A PP sodortala egykompoesű szálkét bevált sebvarró foal. A tűvel együtt hozzák forgalomba, steril csomagolásba. A tű és a foal atraumatikus (csekély sérülést okozó) jellege abból adódik, hogy a tű furata a hossztegely iráyba, a szál iráyából idul, s a foal rögzítése beszorítással vagy (ritkábba) beragasztással törtéik A PP sebvarró foal bioiert, csakem midesebészeti alkalmazásába bevált. IL lecsék helyező lába (haptica) is PP-ből készül (l. akrilátok). P L I T E T R A F L U R - E T I L É N. (TEFLN)

6 94 FF FF FF FF FF FF FF FF A politetrafluoretilé TEFLN márkaévvel redkívül agy karriert futott be a XX. századba. Redkívül agy hőállósága idokolja, aak elleére, hogy a feldolgozása elégé ehézkes. Ezért eek javítására jobba feldolgozható poliviiledé flourid -ot(pvdf), flourozott etilé-propilé kopolimereket (PEPF) és a etilé -teraflour etilé kopolimert dolgoztak ki. Előállítás: A kiidulási moomert l 3 -ból állítható elő: l 3 +2 F = lf l 2 lf 2 = F 2 F l, fp. = A tetrafluor-etilét autoklávba atm.-á, o végzik vízbe oldott peroxid ill. perszulfát iiciátorokkal szuszpeziós polimerizciós techikával. A polimer szemcsés fehér porkét válik ki, ezt szűrik, mossák és szárítják. Tulajdoságok és feldolgozás: A moomerrel elletétbe redkívül stabil. Mikrokristályos ayag, csak 320 felett lesz átlátszó és lágy. Eze hőfok alatt em oldódik, és em duzzad semmiféle oldószerbe, és korróziót, oxidálást, erős savakat jól bír. sak olvasztott alkáli fém (Na,K) támadja meg. Sziterolással alakítható lemezekké, rudakká, szalagokká és sajtolt alakokká. Forgácsolással, esztergályozással alakos testek képezhetők belőle. Redkívül elleálló ayag, kiváló elektromos tulajdoságokkal, amibe az összes poliolefieket felülmúlja, csak 400 felett bomlik. Stabilitása kiváló. Fajsúlya 2.2 és törés- mutatója 1.37/1.38. Relaxációs tulajdoságait, már példakét leírtuk. Jeletős tulajdoságai, közé tartozik az is, hogy ige kicsi a felületi feszültsége, γ kb. 19 N/m. Ezért em csak hidrofób, haem oleofób is és így tefloal bevot edéyekbe a zsírral, olajjal sült ételek köye elválaszthatók az edéy falától. Elektromos szempotból kiváló dielektrum még agy frekveciás elektromos térbe is ige kicsi a veszteségi szöge (tgδ), és agy az átütési szilárdsága, mert apoláris makromolekulát képez. A PTFE dielektromos spektrumát már előző elméleti részbe részletese tárgyaltuk. Táblázat: Flourpolimerek tulajdoságai Tulajdoságok Egység PTFE PVDF PEPF ETFE Fizikai tulajdoságok Sűrűség g/cm 3 2,16 1,76 2,15 1,7 Kristályosság % 85 >50 Vízfelvétel (50 %R) % - 0, Mechaikai tulajdoságok Szakító szilárdság MPa Szakítási yúlás % úzó rug. modulusz GPa 0,4 2,6 0,4 0,9 ajlító szilárdság MPa ajlító modulusz Gpa - 2,2 - - Űtő,uka 23 horyolatla kj/m 2 N,T. N,T N.T.. Termikus tulajdoságok lvadási hőmérséklet

7 95 Üvegesedési hőmérséklet DT hőállóság (1.8 MPa) Tartós hőterhelhetőség Lieáris hőtágulás Tg alatt 10-4 K -1-1,2 - - Amorf állapotba kaucsukszerű. Ömledék gyors lehűtésekor lesz ilye. Ez az állapot em stabil, már szobahőmérséklete, de melegítéskor gyorsa megkeméyedik, mert kristályosod-ik. A kaucsukszerű amorf rész és a magas olvadáspotú kristályos rész együttes jeleléte miatt a teflo keméysége em agy, ridegedési potja agyo alacsoy, polimer hajlékoy, és yújtáskor bizoyos fokig elasztikus, és polietiléhez hasolóa Maxwell test, tartós yíró erő vagy kompresszió hatására folyik, és maradó alakváltozást szeved, vagyis a kuszása agy. rvosi terület: A flourpolimerekből kitűő csapágy ayagok, vegyszerálló és tapadásgátló bevoatok, tömítések, szelepek és műszeralkatrészek, stb. készülek valamit érprotézis implatátumok. (l. később). P L I - V I N I L K L R I D. PV l l l l Előállítás. A moomer viilklorid alacsoy forrpotú ayag (Fp.-14 ). Ipari előállítása acetléből és sósavból törtéik o higay vagy ehéz fém só katalizátorok jelelétébe. + l = 2 l A keletkezett viilkloridból, többyire emulzióba, kevésbé oldószerbe, illetve tömbbe polimerizációval poli-viilkloridot állítaak elő. Egyre ikább terjed a gyögy polimerizációval előállított PV is. Ez a termék egységesebb, tisztább, eek következtébe kedvezőbbek az elektromos tulajdoságok és jobb stabilitása. azákba Borsodi Vegyi-kombiát állit elő PV-t. Tulajdoságok. A kész PV fehér szíű por. Vízbe, alkoholba, telitett széhidrogébe oldhatatla. A kisebb móltömegű termékek klórbezolba, észterekbe, ketookba oldódak, a agyobb moltömegüek csak duzzadak. Jól oldódik a PV ciklohexaoba, tetrahidrofurába és terahidrofurfuril-alkoholba. A PV értékes tulajdosága a jó vegyszerállósága. Közöséges hőmérséklete savakat, alkáliákat, sókat jól bírja. Kedvezőtle sajátsága a PV-ek viszoylag rossz hő- és féyállósága (stabilitása). A leggyakoribb feldolgozások is hő hatására törtéik (fröccssajtolás, extrudálás, kaladerezés, préselés). A kész PV termék a haszálat sorá álladó (bár a feldolgozás hőfokáál léyegese alacsoyabb) hő- és féyhatásak va kitéve, ezért lassa de bomlik a hő hatásara elsősorba sósav lehasadással, degradálódik, míg a féy hatására ikább oxidáció játszódik le.

8 96 l 2 2 l l l A keltező sósav autokatalitikus hatást vált ki és a sósavlehasadást gyorsítja, u. zipzár effektussal kujugált szegmesek keletkezek, így a PV elsárgul, szíe egyre mélyül végül megfeketedik. A kettőskötések meté a polimer tördelődik, és molltömege csökke, ami együtt jár a mechaikai tulajdoságok csökkeésével is. A PV-t ezért stabilizálják, u. stabilizátorokkal Ezek lehetek: 1.Fémsók Z, d, Pb-sztearátok, fémszappaok. 2.Szerves ó vegyületek ( 4 9 ) 2 S ( ) 2 dibutil-dilaurát-ó, vagy ehhez hasoló számos más ó - származék. 3. Szerves vegyületek (amiok, imiek, epoxi vegyületek). A PV sósav bomlásos bruttó kietikai egyelete v = kx 1 / g ( 1 - x) ahol x =bomlás foka Kezdetbe x=0 és teljes bomlás eseté 1/ γ = empirikus álladó, amelyet a kísérleti adatokból lehet meghatározi. Így stabilizálta és stabilizált PV bomlás függvéye a következő l % Stab élkül. Pb-Stearát Bu 2 SLa 2 t idô A bomlás görbék alapjá három szakasz külöböztethető meg, az első az u. idukciós szakasz, majd ezutá egy ige gyors meredek bomlásszakasz következik és végül egy lassú utórekcióval fejeződik be a folyamat. A stabilizátorok az idukciós szakaszt övelik meg A PV dielektromos spektruma alapjá két relaxációs tartomáya va, az egyik az α relaxációs tartomáy, mivel a PV üvegesedési potja 78, ezért eél a potál az egyeese töréspot va, az aktiválási eergia meglehetőse agy kj/mól. A másik a ß relaxációs tartomáy, amely magasabb hőmérsékleti területe foglal helyet 58.6 kj/mol aktiválási eergiával. A ß relaxációt a dipólus szegmesek torziós mozgása okozza. Az ilye típusú relaxációt dipóluscsoport-relaxációak evezzük. Az α relaxációál az üvegesedési poto átlépve azt is tapasztalták, hogy em csak a diamikus dielektromos téyező változik, haem a sztatikus is =ε o - ε ahol ε o = a sztatikus és ε =végtele frekveciára extrapolált permitivitás. Ez az ε érték üvegesedési hômérséklet alatt 0.5-3,0 míg T g felett 12.5, majd a hőmérséklet övekedésével megit csökke. Ez azzal magyarázható, hogy a PV-be levő -l kötések egymással elletétese helyezkedek el. A szomszédos láco levő -l dipólusok így közömbösítik egymást, és így redezet állapot jö létre, amit a külső elektromos tér megzavar. Az üvegesedési pot felett a hő szité megzavarja

9 97 ezt a redezett állapotot és redezetleség egyre ő. Így T g a PV esetébe redezettredezetle átmeetet is jelet, így ez a pot tulajdoképpe az elektromos URIE-féle hômérséklet Ezt a jeleséget az atiferromageses jeleségekhez hasolóa atiferoelektromos jeleségek evezhetjük, így atiferromageses jeleségekhez hasoló kifejezés irható fel: T e o - e = 1 + ahol a T c = 77 u urie T - T a 16 kcal/mol β Log t, sec /T,K hômérséklet, amely T g -vel egyezik meg. Lágyító hozzáadásával a PV üvegesedési hőmérséklete (α -relaxációs tartomáy) alacsoyabbra tolódik el. Az eltolódás mértéke a lágyító kémiai szerkezetétől és kocetrációjától függ. A lágyító hatás szité az atiferroelektromos állapottal jól értelmezhető, mert lágyító a dipól-dipól kölcsöhatást csökketi és így a redezetle állapot a lágyító meyiségével egyre ő. A ß csúcs pedig a lágyító kocetrációjáak övelésével el is tűik. Eek az oka, hogy a lágyító és a polimer dipól-dipól kölcsöhatás a külöböző koformációk egyesúlyát a kevésbé mozgékoy trasz koformációk felé tolja el. A PV agyüzemi előállítása 30-as évekbe kezdődött. Jeleleg is egyik legolcsóbb és ige széles területe alkalmazott polimer, aak elleére, hogy sok kedvezőtele tulajdosága va, mit a feldolgozás, mit az élettartam szempotjából. A kétféle PV-t haszálak Keméy és a lágyított PV-t. rvosi egyszer haszálatos eszközök általába keméy PV-ből készülek, lágy PV ikább a műszaki területe alkalmazzák. A lágyítók lehetek dibutil-, dioktil-ftalát vagy mérgező trikrezil-foszfát stb. rvosi céllra csak a dioktil-ftalát egedélyezett. A lágy és a keméy PV tulajdoságai. Tulajdoságok Egység lpv kpv Fizikai tulajdoságok Sűrűség g/cm 3 1,20 1,40

10 98 Kristályosság % 0 0 Vízfelvétel (50% R) % ,04 Telítettségi vízfelvétel % - 0,25 Mechaikai tulajdoságok Szakító szilárdság MPa Szakító yúlás % úzó rug. modulus GPa ajlító modulus GPa - 2,0 Ütőmuka 23 horyolatla kj/m N.T Ütőmuka 23 horyolt kj/m 2 * 5 Termikus tulajdoságok lvadási hőmérséklet Üvegedési hőmérséklet DT hőállóság (1.8 MPa) - 70 Tartós hő-terhelhetőség - 60 Lieáris hőtágulás T g alatt 10-4 K rvosi techikai terület: Tartós implatátumkét alkalmazi em szabad. A keméy agy tisztaságú keméy PV-ből egyszer haszálatos katéterek és orvosi eszközök készülek. A lágy PV-ből korházi burkolóayagok, padlók, védőruhák, kötéyek korházi elektroikus szerkezetek szigetelő ill. burkoló ayagai, vizelettároló zacskók, vérvételi-, és ifuziós tasakok, csövek, fecskedők, ijekciós tűk, varró foalak, csomagoló fóliák stb. állíthatók elő. PV-t a klórtartalma miatt köryezet szeyező. Elégetéskor rákkeltő dioxiok keletkezek. P L I V I N I L - P Y R R L I D N. Ezt a terméket -N-viil-pirrolidi moomerből állítják elő o K jelelétébe polimerizációval. = 2 = 2 2 N = K N = 2 2 Ez a polimer viszkozus ayag. 3.5%-os vizes oldatát szitetikus vérplazmakét alkalmazható traszfúziókra. Vegyi komplex-képző hajlama és eek következtébe toxicitást megszütető hatása va, amiek jeletősége lehet toxikus gyógyszerek esté. Vérplazma szerkét (szitetikus vérplazma) em teljes értékű ugya, de bizoyos tekitetbe előyösebb a természetes plazmáál. Godos alkalmazás esetébe előye, hogy em okoz zavart bármilye vércsoport esetébe sem, és em idéz allergiás jeleségeket. Por vagy vizes oldat alakjába korlátlaul tárolható, és fertőtleítei köyű. Zavaró jeleségeket is figyeltek meg késleltet kiürítésével kapcsolatba, ezért egyre gyakrabba plazma pótlóayagkét a cukorlevekből bioezimatikus hatásra keletkező Dextrá féleségek alkalmazása, látszik előyösebbek.

11 99 P L I - A K R I L Á T K ÉS - M E T A K R I L Á T K. Az akrilsavas észterek köye polimerizálhatók, s külöböző polimerizációs fokba lágy, illetőleg keméy ayagok. Plexigum éve ismeretesek. A metakrilsav észterek polimerei üvegszerűek, Plexiglas, Plexiglass, Perspex, Lucit, Plexi éve törhetetle üvegkét alkalmazhatók gépkocsik és repülőgépek üvegezésére, mert szilákmetese törik. A két sav észtereiből kopolimereket is készíteek. Ipari és orvos techikai felhaszálásuk redkívül sokoldalú. Polimetil-metakrilát (PMMA) kiválóa alkalmas csotpótlásra, fogászatiprotézisek, beültethető keméy (hard) szemlecsék késztésére. Újabba azoba egyre ikább terjed a lágy (soft) változat alkalmazása a szemészetbe. Ezt akrilsav és metakrilsav észtereiek kopolimerjeiből állítják elő vagy sziliko elasztromerból. PMMA-ból korábba rugalmas műkezet, ujjat, orrot, fület, szemet szivbiletyüt állítottak elő, de ezeket maapság jobb tulajdoságokkal redelkező szilikookból vagy más ayagokból állítják elő. Ma már a szemüveglecsék javarésze is polimetakrilát származékokból készthetők, előyük, hogy sokkal jobb az ütési szilárdságúk, viszot a karcállóságuk kisebb, mit az üveglecséké. Melege hajlíthatók, hidege vághatók, fúrhatók, em öregszeek, em sárgulak a féy hatására, ózoállók, fajsúlyuk kicsi. Féyáteresztőképességük kivalló, az ultraibolya sugarakat átegedik. Kémiai elleálóképességük is kiváló, savakak, lúgokak elleállak. A poliakrilát, metakril-át sajátságai függek a polimerizációs foktól, léyeges külöbségek találhatók aszerit, hogy milye észterekből készülek. R R R 3 3 R PMA. PMMA Polimetakrilátokál a PMMA keméy ayag (metil észter), viszot miél hosszabb (agyobb) az észterező csoport aál lágyabb képződő termék. Metakrilátokál és akrilátokál az észter csoport miőségétől függőe az üvegesedési hőmérsékletek az alábbiak: Poliakrilátok R Név Tulajdoság T g - 3 metil-észter képlékey etil-észter lágy butil-észter ragadós,lágy -70 I isobutil-észter képlékey, rugalmas tercier-butil-észter keméy Polimetakriltok Név T g Név T g metil 105 hexil -5 etil 65 oktil -20 propil 35 i-propil 81 butil 20 i-butil 53

12 100 Előállításuk moomer észterből peroxid iiciátorok hatására közt törtéik, tömbbe, oldatba vagy emulzióba (polimerizáció). A PMMA-ba két fő dielektromos csúcsot észleltek körül (ß-csúcs) 837 kj/mol aktiválási eergiával és 110 körül ( α-csúcs) kj/mol aktiválási eergiával. Ezek az értékek az észter alkil- csoportok övekedésével kisebb hőmérsékleti tartomáyba csúszak el és az aktiválási eergia is kisebb lesz, mert a va der Waals erők csökkeek és a mozgékoyság ői fog. Poliakrilátok üvegesedési hőmérsékleti értékei kisebbek metakrilátokál és így relaxációs tartomáyok is kisebb hőmérsékleti értékek felé tolódak el. Szemlecse implatátumok kémiai és fizikai tulajdoságai Szürkehályog vagy más okokból törtéő operációkál a szem üvegtest felett levő optikai lecse állomáyt ki kell cseréli, agy dioptriás IL-lal (itraokuláris műlecsére). Ismeretes a fizikából, hogy optikai lecsék dioptriáját vagy eek reciprok értékét fókuszát a lecséhez hozzáredelt gömbsüveg sugara (r) ayagi tulajdoságához tartozó törésmutató () adja meg. Átlátszóságát pedig a féyáteresztő tulajdosága (traszmisszió) határozza meg. Az utóbbit, ha szeyező ayagot em tartalmaz, akkor ezt a polimer vagy halmaz tiltott sávszélessége határozza meg. Ez az akrilátokál, -metakrilátál, szilikookál, kvarcüvegél agy érték (kb.5 ev), így ezekél em csak a látható féy, haem még az uv. sugarak számára is kismérvű veszteség élkül áthaladás biztosított. Természetese a traszmiszio a féy kompoes hullahosszáak függvéye. Éppe ezért, hogy a szemet a káros UV féytől megvédjék, még 1-3 % UV abszorbert is teszek a készítméyhez A törésmutató () az ayagot képző atomok közti kötések polarizációjától függ. Sellius (1615) törvéye szerit a féy beesési szög sziuszáak (α szög az ábrá) és a törési szög sziuszáak (ß szög az ábrá) háyadosa álladó és ezt a számértéket törésmutatóak evezzük A törésmutató Maxwell elmélete szerit 2» e (törésmutató égyzete permetivitás) vagyis a agyfrekveciás elektromágeses térrel körülvett ayag tulajdosága. Polimerekél, amit már részletese taglaltuk számos relaxációs tartomáy va, ami a makromolekulák szegmes- si a = si b α β ek mozgásaival, atomcsoportok forgásával, dipólok orietációs mozgásával függek össze. a a tér frekveciáját öveljük, akkor a felsorolt kis frekveciájú mozgások már em tudják követi a tér jóval gyorsabb váltását, így komplex permetivitás valós része agymértékbe csökke, mert a mikrohullámú tartomáyba, már csak az atomok közti rezgés tudja követi a agy frekveciás teret és a látható vagy azt meghaladó övelt frekveciájú térbe már csak az atomokat körülvevő elektrofelhő rezgési frekveciája szikroizált. Így kis frekveciájú terekbe a polarizáció, rádiófrekveciás tartomáyába (P) a mikrohullámú tartomáyba már csak P = P(dipol) + P(atom) + P(elektro) és ultraibolya tartomáyba P(a+e)= P(atom) + P(elektro) P(e)=P(elektro)

13 101 Ebből következik, hogy a törésmutató () függ az elektromágeses térfrekveciájától, így láthatóféy kompoeseiek a frekveciájától is függ. Az abszolút törésmutató légüres térre voatkoztatottszám. Mivel a törésmutató a féy frekveciájáak függvéye ezért törésmutatót a Na atomi voalas szíképéek legitezívebb voalára (5890 D ) a sárga u. D-voalra adják meg. Ezt D szimbólummal jelöljük.(vákuum törésmutatója =1). 2 e - 1 M - 1 M P = = P( d + a + e) P( a + e) = 2 e + 2 d + 2 d Loretz-Lorez képlet szerit a polarizáció éháy kz tartomáyba: ahol M = Móltömeg, d = sűrűség, ε = permetvitás, = törésmutató. Nátrium féybe kapjuk a = D törésmutatót Így pl. Bezol =1.5044, d=0.884; polarizáció P=25.92 ml Külöböző polimerek törésmutatója Polimer Sürüség Törésmutató PMMA ellulózacetát ellulóz itrát Polisztirol Sziliko Gyémát Üveg Szem üvegteste fölé ültetedő IL lecséket már régóta PMMA-ból, késztik, úgy, hogy agytisztaságú PMMA korog alakú előre gyártott forma testekből precíziós esztergapado kívát geometriájú lecséket készíteek, majd ezeket oldatos zagycsiszoló keverékbe lebegtetéses rázó zárt készülékbe polírozzák. A lecsék átmérője 6 mm, a reá készített gömbsüveget pedig a kívát dioptria szerit méretezve készül. A PMMA mellett hidrofil poli- (hidroxo-2-etil-metakrilát) (EMA)-ból is készíteek IL-t. Eek a törésmutatója kisebb, mit a PMMA-é =1.44. Újabba egyre ikább terjed, az u. lágy (soft) plaszto-elasztikus IL lecsék haszálata. Ezek főelőye, hogy a szemgolyót em kell hosszat feltári, haem már kb. 3 mm metszet luko az elhalt üvegtest állomáy leszívható és eze a rése keresztül speciális csipesszel a lágy IL hajlítva behelyezhető az üvegtest fölé, a behelyezés utá a hajlított IL magától kiugrik ill., kisimul. Ezek a lágy IL-ok 2-feil-etil-akrilát és -metakrilát kopolimerjéből készthető formába tömb polimerizációval. A két moomere kívül térhálósítókét 1,4- butádiol-metakrilátját alkalmazzák. Az uv. féy kiszűrésére uv. abszorbert alkalmazak. Ezek az IL-ok Voigt- Kelvi testek. Kereskedelmi evük AcrySof, amelyekek még az is az előyük, hogy a törésmutatójuk =1.55 és az üvegesedési hőmérsékletük T g =+12 AcrylSoft 2 Térhálósít m

14 102 IL vagy kotakt lecse törésmutatója azért fotos, mert a lecse görbületi sugará kívül a törésmutatóval együtt határozza meg a lecse dioptriáját (fókusztávolság reciprok értékét). Főleg IL esetébe fotos, hogy miél laposabb legye a lecse, azaz, miél kisebb legye a görbületi sugár, azért, hogy a IL lecse elférje a szem belsejébe. Természetese a lecse vastagságak is va egy optimuma, mert túl vékoy lecse em alkalmas lecseképzésre. IL esetébe protézist rugós helyzetbiztosító lábazatra is szükség va, amelyet PP-ből készítik. 1 D = f Ø 1 1 ø ( - 1) + œ ß Œ º r 1 r 2 ahol D = dioptria, f = fókusztávolság, r 1 és r 2 a kétoldalú domború lecséek a görbületi sugara. Sziliko IL lecsék Eze kívül 2-komposű sziliko készítméyekkel is készthető IL, ezekek a törésmutatójuk = Ezek rugalmasabbak, mit az AcrylSoft IL-ok és kedvezőbb biokomptabilis tulajdoságokkal redelkezek, mit az előbbiek. Ma már ige sokféle soft termékeket dolgoztak ki, amelyek forgalomba kerültek Másik fotos szemészeti termék a kotaktlecse, amely csak lágy akrilát- floursziliko kopolimerekből készíteek. Ezekél agyo fotos követelméy, hogy hidrofilek és oxigé áteresztők legyeek. Az utóbbi azért fotos, hogy a szaruhártya oxigéhez jusso, mert a szaruhártyába ics oxigészállító erezet. Mai készítméyek ezért tartósa viselhetők, több hóapo keresztül is. Maapság szemüveg helyett egyre többe viselik. azákba a agy világ cégek hozzák forgalomba. azákba a Mediotur cég Zsámbék községbe már kb. 10 éve IL-kat készít. Polisztirol, PS A polisztirol hőre lágyuló korai közismert polimer. Szerkezete: 2 Maapság jeleősége csökket, mert törékeysége, alacsoy ütő-törő szilárdsága korlátozza az alkalmazhatóságát. Aál agyobb szerephez jutak a polisztirol ütésálló változatai, a IPS (ABS és SAN ) kopolimerek. Az ütésálló polisztirol amorf, hőre lágyuló kopolimer, a komoomer kb. 10% butadié. Tulajdoságok: Mechaikai tulajdoságai a táblázatba találhatók. A dilektromos relaxációt dötőe meghatározza, hogy a gyűrű korlátozó hatása miatt a PS üveges állapotú, T g 100 körül va. Ige jó szigetelőayag, fajlagos vezetőképessége ohm -1.cm -1 agyságredű.

15 103 Elsősorba kodezátorok dilektruma, mert agy frekveciá is kicsi a dielektromos vesztesége (tgδ= ). és a permetvitása (δ=2.55 (25 -o)). A diszperziós tartomáyok, amelyek elsősorba mechaikai relaxáció mérésekkel határozhatók meg, a következők: α-relaxáció (T g tartomáy). Ige agy itezitású mechaikai relaxációs csúcs észlehető az ataktikus PS -be kj/mól aktiválás ieergiával. β-relaxáció az ataktikus PS-be, de az izotaktikusba em kj/mól aktiválási eergiával ezek helyi rezgési tartomáyokból származak. γ relaxáció 120 idul kb.83.7 kj/mól aktiválási eergiával. Ez a gyűrű gátolt forgásához redelhető. δ-relaxáció feil csoport rotációs- rezgés mozgásához tartozik. A polisztirol és ütésálló kopolimerjéek (IPS) tulajdoságai. Tulajdoságok Egység PS IPS Fizikai tulajdoságok Sűrűség g/cm Kristályosság % 0 0 Telítettségi vízfelvétel % <0.4 0 Mechaikai tulajdoságok Szakító szilárdság MPa Szakadási yúlás % 3 40 úzó rug, modul Gpa ajlító szilárdság Mpa ajlító modulusz GPa Ütőmuka 23 horyolatla kj/m Ütőmuka 23 horyolt kj/m Termikus tulajdoságok lvadási hőmérséklet Üveges átalak. őm (Tg) DT hőállóság (1.8 MPa) Tartós hő-terhelhetőség Lieáris hőtágulás T g alatt 10-4 K P L I - U R E T Á N K. Poliészterek diizociáátokkal kezelve lieáris ill. térhálós polimereket adak, amelyek lehet-ek olajok, gyaták vagy elasztomerek. A poliuretáok két féle alapayagból állítják elő poliészterekből vagy poliéterekből. A α,ω végű poliésztereket kétértékű alkoholból és kétértékű karbosavból állítják elő polikodezációval. Pl. glikol és adipisav eseté: ( 2 ) 6 = [ 2 2 ( 2 ) 6 ] A poliéterek általáos képlete: -[( 2 ) ] x, ahol =2,3,4 és x= A lieáris poliésztereket vagy poliétereket diizociááttal reagáltatva poliuretáok keletkezek. A diizociáátot alifás vagy aromás diamiokból állítják elő foszgéel (l 2 ) :

16 104 N N l 2 = ==N 10 6 N== + 4l végű poliészter vagy poliéter az izociááttal poliuretát ad. diizociáát diol vagy végú poliészter ==N- --N== N N poliuretá A keletkező poliuretá polimer végei izociáát zárócsoportok vaak és ezek az izociáát csoportok vízzel szédioxid fejlődésével karbamid híddal polimerizációs foka övelhető ill. karbamid hidak maradváy izociáát csoporttal, térhálósíthatok és így kaucsukszerű ayagok, jöek létre. R N + +N R = R N N R + 2 Keresztkötés N N + R N = R N [(N)] 2 Így kapjuk, az u. vulcolá típusú elasztomert. Eek a termékek előye a agy rugalmasság, és szakítási szilárdság, jó kopásállóság, ózo-, és olajállóság szer tartósabb a kaucsukból készített gumiál. A mechaikai sajátságai 20 alatt és 130 felett em jók. 140 felett haszálhatatla. Poliuretá képződés reakciója u. poliaddíció, amelyet az jellemez, hogy a polimerizációhoz hasolóa em jár melléktermék képződéssel-ami techikai előyt, jelet-lépcsős, fokozatos reakció, amelyet az alakadó szerszámba hajtaak végbe. A PUR polimere lehet lieáris, ritká- vagy sűrű térhálós: vagyis tetszés szerit készíthetők belőle plasztomer, elasztomer vagy duromer, sőt termoplasztikus elasztomer is. Évekét több mit 5 millió toát gyártaak a világo. Az öthető kétkompoesű gyataszerű poliuretáok kiváló mechaikai tulajdoságokkal redelkezek a szakító szilárdságuk MPa, ezért kiválóa alkalmasak fémszálas vagy műayag szálas (kevlat, szészál) hajtószíjas fogaskerekek előállítására. A PUR orvosegészségügyi és határterületi alkalmazása közismert, fotos, hogy az orvosi készítméyekél előírás, hogy maradváy izociáát csoportot a polimer em tartalmazhat. Közvetle orvostechikai felhaszálásuk: dialízis membráok, ifúziós csövek és gyomorszodák, katéterek, perisztaltikus pumpa, szívbilletyű, méretet változtatható Péisz protézis. Poliuretá elasztomer egyszer haszálatos orvosi eszközök késztésére vagy külső viseletre, pl. eltávolított emlő pótlására alkalmas. Ebbe az esetbe poliuretá emlőt utázó zárt poliuretá fólia lágy sziliko - géllel va feltöltve és ezt vállpátos melltartóba, viselik. Fotos szempot itt is, hogy a PUR jól tűri a külöféle sterilezési igéybevételeket is.

17 105 Polietilé tereftalát, PET. A PET aromás poliészter, a gyógyászatba ezt a poliészter típust alkalmazzák a leggyakrabba. A PET érprotézisek, í- és szalag pótlásokat és varrófoalakat készíteek. A PET kémiai szerkezete az alábbi ábrá látható. Előállítás és feldolgozás. * 2 2 A PET et kétlépcsős folyamatba állítják elő. Először dimetil tereftalátot etilé-glikollal (=2) =2, polikodezáció PET vagy 1,4 butádiollal (=4) észterezek, majd katalizátor jelelétébe polikodezációval áll elő a PET vagy a PBT. A PET -et fröccssajtolással, extrudálással és ömledékes szálképzéssel lehet feldolgozi. Az elemi szálakkal (márkaevük) Trevira, Diole, Dacro) yújtás utá szálköteggé foják. PET. PBT szálakak hátráyos tulajdosága, hogy hő és edvesség egyidejű hatására hidrolitikusa bomlik., ami a mechaikai tulajdoságok csökkeéséhez és oligomerek kialakulásához vezet. Az oligomerek implatátumokál gyulladásos reakciókat okozhatak. A PET alapayagot a feldolgozás előtt ki kell szárítai. Tulajdoságok. A PET részlegese kristályos (30-40%) polimer. Gyors hűtéssel amorf struktúrájú lesz. Keméy, szilárd és szívós ayag. íg savakkal, sókkal, alkohollal szembe vegyszerálló hidrolízis állósága is elég jó. 60 o és sugárzással sterilizálható 2,5 Mrad ig. A fizikai tulajdoságokat az alábbi táblázat tartalmazza. Tulajdoság PET PBT Sűrűség [g/cm 3 ] Rug. modulusz (huzó) [GPa] 2,8 2.6 Vízfelvétel (23 /50% rel.edv. [%] T g lvadási tartomáy [ ] Felhaszálási hőm. határ [ ] Relaxációs diszperziós tartomáyok egyik az α-relaxáció (Tg tartomáy) 70 körül idul éa a kristályosság fokáak övelésével magasabb hőmérséklet felé tolódik el kj/mól

18 106 aktiválási eergiával. β-relaxáció 100 körül észlelhető 54.4 kj/mól aktiválási eergiával, ez függetle a polimer kristályossági fokától. Ez a csúcs a csoport forgásából származik rvosi felhaszálás A PBT gyógyászatba szűrőkek, egyszer haszálatos eszközökek és tárolóedéyekek haszálják. PET (Dakro) szálból szőtt porózus műereket készíteek. Porozitás biztosítása azért szükséges, mert az érfal is porózus, a vérplazma egy része átszivárog az alakos elemek zömét, azoba visszatartja. A természetes erek porozitása ml/perc/cm 2 átszivárgási értéket is lehetővé tesz. Ezért érpótlásra köyebbe előállítható extrudált polimer csövek em haszálhatók. Kétféle textiltechológia eljárást alkalmazak vékoy műerek előállítására: a szövés (körszövés, foatolás) és a hurkolás (körkötés). A szövött műér fala a sűrű vászo-szövéshez hasolóa hossziráyú (lác) foalak és keresztiráyú (vetülék) foalak keresztezéséből készül - ez utóbbiak körkörös, kerületi iráyba tömör szövetet képezek. Érpótlások em csak PET szőtt csövekből, haem PTFE és PUR szálakból szőtt mikroporózus csövekből is készíthetők. PET, PTFE, PUR érimplatátumok esetébe a beültetés utá 28 ap múlva, kötszövet alakul ki. Ez a kötszövet az implatátummal em éritkező kötszövettől eltér. Polikarboát P : P t 1956-ba került forgalomba. Nagyrészt amorf polimer, kristályossága 5%alatt va. 3 * 3 Előállítják biszfeol A és foszgéből * 3 -l + l 2 P 3 A P hőre lágyuló műayag, ezért extrudálással, fröccsötéssel, meleg-átalakítással lehet feldolgozi. Tulajdoságok. Polkarboátok fizikai-mechaikai tulajdoságai- Tulajdoságok P Sűrűség 1,20 [g/cm 3 ] úzószilárdság [MPa] Rugalmassági modulusz (huző) [Gpa] Vízfelvétel (23 /50% rel. Légedvesség( [%] 0,2-0.3 Üveges átalakulás hőmérséklete, Tg [ ] 150 Felhaszálás hőmérséklet felső határa [ ] 160/150 A polikarboátokba két diszpeziós tartomáy észlelhető, a α- csúcs 90 körül, β- csúc-80 körül. A polikarboátok dielektromos viselkedése a poliészterekéhez hasoló.

19 107 A P agy szilárdságú, keméy és szívós ayag. Átlátszósága és kis vízfelvétele alapjá alkalmas orvostechikai tartályok, készülék blokkok készítésére. Jól bevált fecskedők és dialízis készülék alkatrészeiek gyártására. Poliamidok, PA Poliamidokat már 1937 óta gyártaak. A belőlük készült szitetikus szálak kereskedelmi eve miatt (Nylo-PA 66, ill. Perlo- PA 6 ) ma is legikább, mit Nylo ismertek. Az orvosi gyakorlatba az alifás PA -ok közül elsősorba a PA 6 és PA66-ot alkalmazzák. Pl..PA 66-ból sebvarró foál A agyszilárdságú aromás poliamidok felhaszálását (aramidok, mit pl. Nomex és Kevlar ) is kutatják pl, mesterséges iak, szalagok céljára. P 66 előállítása diami és dikarbosav polikodezációjával, míg PA 6-ot amiosav polikodezációjával vagy a β-kaprolaktám gyűrű gyűrűfelyitásos polimerizációjával állítják elő Feldolgozás. Nagyszilárdságú orvostechikai alkatrészeket fröccssajtolással, extrudálással vagy üregtest fúvással dolgozzák fel. 2 N N * N 2 6 N 2 4 * PA N 2 P 6 N 2 5 Tulajdoságok Poliamidokba általába három dielektromos diszperziós tartomáy észlelhető: az α- relaxáció kisfrekveciá, +80 körül, a β relaxáció 50 és a γ- relaxáció 120 körül va. Az α- relaxációs tartomáy a protovezetés megidulásáak tartomáyába esik. Ige érzékeye függ edvességtartalomtól, a víztartalom övelésével az α- csúcs alacsoyabb hőmérséklet felé tolódik el. Az α - relaxációt tehát a molekulák közötti proto hidas kötések okozzák.

20 108 A β- relaxáció is erőse függ a polimer víztartalmától, övekvő víztartalom eseté a csúcs itezitása ő. Ezt a relaxációt a polimer lácokhoz hídkötéssel kapcsolódó vízmolekulákak tulajdoítják. Az aktiválási eergia 58.6 kj/mól. A γ- relaxáció aktiválási eergiája 37.7 kj/mól. Ezt az amid csoportok között levő (- 2 -) - csoportok mozgásához redelik, amibe az amid csoportok is részt veszek. A poliamidok általába részlegese kristályos, agy szilárdságú, szívós ayagok. Jó a kopásállóságuk és a súrlódási tulajdoságuk, kémiailag elleállók. A külöféle PA típusok mitegy % vizet veszek fel a hidrofil N csoport révé. Üveg és szészálerősítéssel őek a mechaikai tulajdoságaik, a meleg alaktartóságuk, a hidrolízissel szembei elleálló képességük és a vízfelvételük pedig csökke. A PA 6 és üvegszállal töltött változatáak éháy mechaikai tulajdoságai a táblázatba található. Poliamidok fizikai mechaikai tulajdoságai Tulajdoságok PA-6 PA-6+30% üvegszál Sűrűség [g/cm 3 ] , úzószilárdság [MPa] Rug. modulusz (húzó) [GPa) Vízfelvétel (23 /50% rel.) ,6-2 Légedvesség [%] lvadási hőmérséklet [ ] Felhaszálási hőmérséklet / / felső határa [ ] 8ö Biokompatibilitás Rövid időtartalmú implatátumok készíthetők belőle, mert hosszabb idő alatt degradálódak. PA 66 ból sebvarró foalat készíteek. Poliéterek, éterketook Az aromás poliéterketook az aromás gyűrű az éterkötés (--) és a keto == lácba építéséek változataival az 1980-as évekbe a high tech polimerek jeletek meg. A poliéter éterketo, a PEEK szerkezete:

21 109 PEEK * * PAEK Midkét ayag részbe kristályos A PEEK és PAEK polimerek, a táblázat adati szerit, kiváló tulajdoságokkal redelkezek. Kiválóa alkalmasak műszaki cikkek, ökeő csapágyak, kábelbevoatok készítésére, az autóés repülőgép-ipar számára. Fólia és szál készíthető PEEK ből. A jövőbe az egyik legsokoldalúbb, legkitűőbb polimer lesz, amely orvostechikába is élkülözhetetle. Karboszállal erősített változatát újabba csot protéziskét alkalmazzák. Az emberi szervezet mide teherviselő struktúrája aizotrop. A csöves csotokat, mit természetes teherviselő redszert ezért aizotrop polimer redszerből kell elkészítei mimikri elv alapjá. A fémből készült csípőizület allergiás tüeteket okoz. Izotróp, fémes ayagú protézisél em lehet fellépő egyidejűleg a combcsotba fellépő feszültséget csökketei, illetve az implatátum és a csot határfelületé a relatív elmozdulásokat megakadályozi. Ezt a két egymásak elletmodó követelméyt a hajlító igéybevételre lágy, kis szélső szál yúlású implatátummal lehet megkerüli, amelybe fokozatosa változik az erősítőszál orietáció eloszlása. A külső felület közelébe levő rétegek a felület valamit a terhelésmetés, agy merevségűek kell leie, hogy az implatátum terheléskor csak kis mértékbe yúljo meg vagy yomódjo össze. Az implatátum mag-zóája ezzel szembe alacsoy merevségű legye. Ezáltal a yúlások az implatátum belseje felé tolódak el a csot- implatátum határfelületé. ajlító igéybevétel hatására az implatátum a szélső szál túlzott megyúlása élkül tud meghajoli, mivel a mag-zóából a szélső zóába átvitt yírófeszültség a mag-zóa alacsoy hajlító merevsége miatt agyo kicsi. Ez a kostrukció megakadályozza a protézis keresztmetszetéek a terhelésre merőleges síkba fellépő formaváltozását is. A fokozatos erősítőszál orietáció eloszlást megfelelőe megválasztott fröccsötési paraméterek, beállításával lehet eléri. A szálak a fröccsszerszám szélső zóájába párhuzamosak leszek a darab felületével és a folyás iráyával. A mag-zóába a szálak a folyás iráyára merőleges orietálódak. A poliéterketook tulajdoságai Tulajdoságok Egység PEEK PEEK+30% F PAEK Fizikai tulajdoságok Sűrűség g/cm Kristályosság % Vízfelvétel (50% R)g %

22 110 Mechaikai tulajdoságok Szakító szilárdság MPa Szakadási yúlás % úzó rug. modulusz Gpa ajlító szilárdság MPa ajlító modulusz GPa Ütőmuka 23, horyolatla kj/m 2 N.T 42 - Ütőmuka 23 m horyolt kj/m Termikus tulajdoságok lvadási hőmérséklet Üveges átalak. őm. (Tg) DT hőállóság (1.8 Épa) Tartós ú-terhelhetőség Lieáris hőtágulás T g alatt Poliszulfook. PSU A poliszulfidok és poliszulfook aromás, hőálló polimerek, amelyek a főlácba két is tartalmazak * S * Polifeilé szukfid, PPS * 3 S * 3 Poliszulfo, PSU * S * Poliariléterszulfo, PESU Nagy stabilitású és hőállóságú, keméy polimerek,. Magas hőmérséklete fröccssajtolható és extrudálható ayagok. PESU csapágybetétek kiválóa alkalmas az autóiparba. Várható, hogy az orvostechikába is a korszerű műszerek és eszközök haszáli fogják, merte a szerviz igéy agymértékbe lecsökkethető ezekkel az ayagokkal. polifeilé szulfid (PPS) és a poliszulfook (PSU? PESU) tulajdoságai Tulajdoságok Egység PPS+40%GF PSU PESU Sárráség g/cm Szakító szilárdság MPa Szakadási yúlás % lvadási hőmérséklet Üvegedési pot T g Tartós hőállóság

23 111 Természetes Gumi, NR A gumitermékek az elsők között kaptak helyet az orvostechikai polimer alkalmazások területé. A mártott latex árúk (gumikesztyűk, gumiujjak, kodom stb.) ma sem élkülözhetők, sőt övekvő fotosságúak az egészségvédelembe, orvosi praxisba. A gumi legagyobb meyiségbe gyártott természetes eredetű polimer. A EVEA BRASILENSIS fafajta edvéből yerik amely maapság ikább a malajziai és idoéziai ültetvéyeke terem. A hácsréteg behasításával megcsapolható gumifa összegyűjtött edve a latex, tulajdoképpe polimer vizes emulzió: cisz-poliizopré. Szerkezete: * 2 * 2 3 A latexből a polizopré kicsapható kéel vulkaizálható külöböző keméységű gumitermékekké. a gumitermékeket kb. felerészbe természetes kaucsukból és felerészbe szitetikus kaucsukból állítják elő. Világtermelése 10 millió toa, eek felét gumiabrocs készítésére haszálják. rvostechikai területe elsősorba gumikesztyűk, prezervatívok stb. készíteek. Latex emulziót mártással hordaak fel formababákra és hőkezeléssel vagy újabba gamma, vulkaizálják, gumivá. KMPZIT. A kompozítok a szerkezeti ayagok legkorszerűbb családját képezik. Kialakításuk abból a felismerésből idult ki, hogy az alkatrészek terhelés a legritkább esetbe azoos a tér mide iráyába. A természet ezt az elvet már rége felismerte, hisze a fák törzséből a fűszálako át az emlősállatok (és az ember) csotja is mid aizotrópok, és többyire kompozit redszerek. Előző részekből többször megemlítettük, hogy bizoyos orvostechikai készítméyek, pl. PEEK-ből készült csípőizület karbo szálas kompozit. A kompozít általába egy polimer mátrixból és valamilye szálas ayagból álló többfázisú redszer. Az erősítő ayag lehet fémszál, üvegszál, kevlát (PA típus), karboszál, stb. A szálas erősítő kompoesek lehetek rövid vagy hosszú szálas redszerek vagy vegyesek. Az orvostechikai gyakorlatba a cél a befogadó csot és az implatátum merevségét illesszük, közel hozzuk egymáshoz. A teljes csípőizület cserébe az utóbbi időbe három szészál erősítésű redszerrel értek el sikereke: - karboszállal erősített polisulfo (PSU) - karboszálla erősített poliéter-keto (PEEK) - karboszállal erősítet karbo. Az utóbbi esetbe a polimer mátrixot is elszeesítik, karboá (amorf szé) alakítják.

24 112 Karboszál A széek három módosulata ismert: a gyémát, a grafit és az amorf szé, Ez utóbbi szité grafit rácsú, de rács hibás grafit. A karboszál előállítása PAN (poliakrilitril) vagy regeerál cellulóz (műselyem. viszkóz) polimerekből elszeesítéssel törtéik. Ma elsősorba PAN szeesítik. Az eljárás több lépcsőbe törtéik folyamatos beredezésbe, a PAN szálat először eyhe körülméyek között max g oxidálják, amelybe u. stabilizációs szakaszba a szál elszeesedik, aélkül, hogy megolvada. Utáa c közt itrogé atmoszférába törtéik a u, karboizáció, amikor a szál 90% -a széé alakul. Ezutá a az u grafitosítás o oxigémeetes atmoszférába, feszített állapotba kialakul a gyakorlatilag tiszta széből álló grafitos szerkezet. A karboszál átmérője 7-8µm, elemi szálat tartalmazó kötegbe készül. azákba Nyergesújfalú állítaak elő PAN-ből karboszálat. Természetes orvostechikai Polimerek. 1. Kollagé A kollagé az emberi szervezetbe előforduló természetes protei, ami külöböző rostok alapayaga. A protei több féle amiosav szekveciákat tartalmaz (glici, hidroxiproli, proli, alai) hélix szerkezetű. A csot, bőr és iak főkét kollagéből, a kollagé rostok kollagé fibrillákból állak, amelyek átmérője µm. A kollagéek 15 biokémiailag és strukturálisa eltérő típusai ismert. A kollagét kollagé tartalmú szövetekből állítják elő, ezimes (pl. pepszi) savas botással, így puffer oldatba oldható kollagé keletkezik, amelyet sóoldattal törtéő extrakcióval valamit a zsíros szövetek eltávolítását alkoholos kezelésével tisztítaak Néháy példa a kollagé orvosi felhaszálására. Terület Szívsebészet rtopédia Szemészet Plasztikai sebészet Urológia Sebészet A kollagé gyógyászati alkalmazása Ér és szívbilletyű protézisek sot, í és szalag protézisek orea implatátum Szöveti deformációk korrigálása Dializis membráok, hólyag és ureter implatátumok Égési sérülések, felfekvések, fekélyek kezelése. Kiti és Kitozá A kiti a természetbe elterjedt acetimid ( 3 --N-) itrogé tartalmú poliszacharid. Az ízeltlábúak vázáak (pl. cserebogarak szárya, vagy homár váza) és a gombák sejtfaláak fő alkotóeleme. A kitit főleg garélarákok vázából yerik, amely 10-15% kitiből, 40-50% a 3 ból és Kiti Kitozá * 2 N 3 * * 2 N 2 *

25 % proteiből állak. A kitit ebből állítják elő kémiai tisztítással. A kitozá a kitiből Na -val törtéő deacetilezésével állítható elő. A kiti vízbe és a szokásos szerves oldószerekbe oldhatatla, kitozá savas oldatokba jól oldható. Így kitozából egyszerű módo készíthetők külöféle termékek-pl. gélszerű keőcs, por gyögyök, szálak vagy membráok. A kitozá alkalmazása külöféle területeke Felhaszálás Gyógyászat Kozmetikumok Biotechológia Élelmiszeripar Példák Vérzéscsillapító (sebészet, sebkötözés), ér protézis, dializis mebrá, sebkötöző film és membrá, mesterséges bőr égési sérültekek; kotaktlecse; felszí varrófoal; szabályozott gyógyszeradagoló redszerek; ortopédia, fogászat, és mesterséges szervek ayaga Adalékayag hajkodicioálóhoz, hidratáló krémekhez, körömlakkhoz Sejtek és ezimek helyhez kötése, hordozóayag, bioszezor (glükóz elektródhoz) Gyümölcsök, zöldségek védőayaga, állateledel, ivólevek tisztítóayaga Fibri. A vér egyik alkotórésze fibriogé plazmaprotei, amelyet a thrombi katalitikus hatására oldhatatlaszálas szerkezetű fibrié alakul át. A szövetek varrásáál em lehet a komplikációkat elkerüli, mit pl. a seb ekrózisát vagy aémiáját. Ezért a fibrit ill. fibriogé ayagokat vérzés csillapítására és ragasztásra haszálják. Mivel a fibrit emberi vérből állítják elő, sajos feáll az ifekció veszélye. Biológiailag lebomló (biódegradábilis) polimerek. A biódegradábilis polimereket a gyógyászatba elsősorba a sebésztbe haszálják. Mit pl. sebészeti varrófoalak, átmeeti ragasztók, membráok, csotszitézis lemezek, vagy a gyógyszerészetbe, mit hordozóayagok a szabályozott gyógyszerleadású redszerekbe. A biológiailag lebomló polimerek optimális gyógyászati felhaszálásához az szükséges, hogy bomlástermékeiket biológiai körfolyamat feltudja vei. A polimerek degradációja külöböző mechaizmusok szerit törtéhet: 1. Sugárzásos vagy hő bomlással, amikor a kovales kötések szakadak el. 2. idrolízissel-az észter és amid csoportok-tartalmazó polimerekél lép fel. 3. Ezimatikus hatás. Ez főleg a természetes polimerekél lép fel, mit pl. kiti, algiát, selyem, kerati, kollagé. Stb. Biológialak lebomló alifás poliészterek: