Este material termoestable de caucho funciona bien en componentes de control de fluidos

31 de agosto de 2020 Por Nancy Crotti

El poliisopreno sintético se ha convertido en un polímero importante para los componentes de control de fluidos médicos.

Bob Ferguson, Laboratorios Vernay

(Imagen cortesía de Vernay Laboratories)

El poliisopreno natural (NR) y el poliisopreno sintético (IR) son materiales termoestables de caucho con propiedades útiles para componentes de control de fluidos médicos y ensamblajes de dispositivos. Estas propiedades del material incluyen un alargamiento extremadamente alto, alta resistencia a la tracción y al desgarro. También exhiben una excelente resiliencia, o la capacidad de volver o recuperar rápidamente su forma original después de la deformación.

Tales propiedades hacen que IR sea ideal para aplicaciones médicas que requieren la prevención de fugas de fluidos alrededor de instrumentos quirúrgicos, válvulas de control de fluidos que se vuelven a sellar contra un asiento o interfaz y membranas reguladoras de presión. Los usos específicos incluyen:

Todas estas aplicaciones combinan requisitos de sellado estático y dinámico. La resiliencia es un buen ejemplo, ya que es una característica dinámica del material.

(Imagen cortesía de Industrias Vernay)

Un analizador mecánico dinámico puede cuantificar las propiedades dinámicas y permitir comparaciones de diferentes recetas de caucho en un esfuerzo por aumentar las características de resiliencia. Por ejemplo, el uso de DMA permite a los químicos cuantificar el módulo complejo dinámico, el módulo de almacenamiento y el módulo de pérdida.

Años de investigación han demostrado que aumentar el módulo de almacenamiento y reducir el módulo de pérdida da como resultado una receta más resistente con histéresis reducida.

Piense en el módulo de almacenamiento como el componente de resorte del módulo complejo. En algunas aplicaciones, se prefiere que la parte de caucho muestre características como un resorte ideal: responde rápidamente y devuelve casi toda la energía (sin absorber ni amortiguar energía). Las características de la receta de caucho se ajustan utilizando varios polímeros, rellenos, plastificantes y otros ingredientes, específicamente para ajustar la relación de módulos elásticos versus módulos de pérdida. Esto permite a los químicos hacer coincidir las propiedades del material de caucho resultante específicamente con los criterios de la aplicación y la pieza.

Además de las características físicas de la formulación IR, es fundamental cumplir con las normas específicas de la industria para aplicaciones médicas. Estos aspectos regulatorios incluyen, pero no se limitan a; biocompatibilidad (USP Clase VI e ISO10993), productos farmacéuticos de baja extracción y, en algunos casos, materiales incluidos en la lista blanca (FDA 21CFR177.2600). Estas reglamentaciones contienen limitaciones estrictas sobre las características de rendimiento y las pruebas de laboratorio que los materiales deben cumplir en áreas como citotoxicidad, hemólisis, mutación, sensibilización, limitaciones sobre las proporciones máximas de ingredientes, ingredientes restringidos, etc. Traducir estos requisitos a la ciencia y la química requiere mayor consideración. de los efectos sobre la viscosidad del material, la reología y las propiedades físicas resultantes, como el módulo, la resiliencia y la compatibilidad química. Es un equilibrio delicado.

La formulación y las propiedades del material son importantes, pero no son los únicos factores. Los materiales elastoméricos y las piezas moldeadas dependen de un equilibrio de 3 aspectos técnicos críticos: propiedades del material de formulación, geometría de la pieza/utillaje y el proceso de moldeo. Los cambios en cualquiera tendrán impacto en los dos restantes.

Aunque el poliisopreno sintético exhibe muchas propiedades y características beneficiosas, la geometría de la pieza y el proceso de moldeo deben considerarse y equilibrarse juntos para producir un producto exitoso que cumpla con todos los criterios de aplicación.

Bob Ferguson es el vicepresidente de investigación y desarrollo global de Vernay Laboratories. Su experiencia radica en el desarrollo de formulaciones de materiales de caucho, nanopartículas como aditivos y materiales magnéticos y electrorreológicos.

Las opiniones expresadas en esta publicación de blog son solo del autor y no reflejan necesariamente las de Medical Design and Outsourcing o sus empleados.