改性石墨烯/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及復(fù)合材料及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體為一種利用改性石墨締/膠乳復(fù)合材 料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 醫(yī)用乳膠手套不僅是醫(yī)生必備的醫(yī)療用品，也是家庭生活常備物品。它具有良好 的衛(wèi)生隔離性能和優(yōu)異的膠膜強(qiáng)度。研究報(bào)告表明：醫(yī)用手套的膠膜能有效地屏蔽性病、艾 滋病等疾病的病源體。乳膠手套較高的彈性賦予它較好的抓握性能和形狀服帖性能，運(yùn)種 特性是任何其它材料都無(wú)法替代的，也是目前國(guó)內(nèi)外仍然采用醫(yī)用乳膠手套作為手術(shù)醫(yī)療 用品的主要原因。
[0003] 正確使用醫(yī)用手套，可W明顯的降低細(xì)菌感染幾率。目前用于醫(yī)用手套的材料主 要有：天然乳膠橡膠、下臘乳膠橡膠代表的等合成膠乳。常規(guī)的手套材質(zhì)也會(huì)出現(xiàn)一些強(qiáng)度 不夠，導(dǎo)致肉眼無(wú)法觀察到的裂紋或破損，導(dǎo)致發(fā)生感染。特別是非常危險(xiǎn)的傳染性手術(shù)醫(yī) 療時(shí)，運(yùn)種風(fēng)險(xiǎn)的代價(jià)顯得非常巨大。
[0004] 因此，制備具有高阻隔性，高彈高強(qiáng)度的新型復(fù)合材料制作醫(yī)用手套是行業(yè)發(fā)展 的一個(gè)重要方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用改改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔 絕性醫(yī)用手套的方法，所得醫(yī)用手套可有增強(qiáng)膠膜的抗撕裂性能，降低病毒細(xì)菌感染的幾 率。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0007] 一種改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法，將改性 石墨締制備出穩(wěn)定的分散液與膠乳液W及常用助劑混合均勻，制成復(fù)合膠乳液；依據(jù)常規(guī) 工藝生產(chǎn)、質(zhì)檢和包裝，最后制成醫(yī)用手套商用產(chǎn)品。
[0008] 所述的改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法，按干 重質(zhì)量比，醫(yī)用手套材料中，石墨締的含量范圍為：〇. 001%。~20%。，其余為固化后純膠乳 的質(zhì)量及常用助劑的質(zhì)量。
[0009] 所述的改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法，所用 石墨締是本征態(tài)石墨締、各種方法制備的改性石墨締或石墨締衍生物，包括共價(jià)鍵改性或 非共價(jià)鍵改性的石墨締。
[0010] 所述的改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法，本征 態(tài)石墨締、改性石墨締或石墨締衍生物，片層厚度為碳原子層數(shù)在10層W下，片層片徑/厚 度比例大于10。
[0011] 所述的改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法，改性 石墨締或石墨締衍生物，其碳平面上允許存在結(jié)構(gòu)缺陷，包括：點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷或滲 雜除碳W外的其它元素。
[0012] 所述的改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法，石墨 締衍生物包括氧化石墨締、氣化石墨締氨基化石墨締、橫基化石墨締、W及接枝或包覆其它 分子鏈段的片狀類石墨締結(jié)構(gòu)之一。
[0013] 所述改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法，改性石 墨締或石墨締衍生物的制備方法，包括但不局限于W下=種方法之一：①W石墨為原料膨 脹剝離制備的石墨締粉體或液相分散體及其后續(xù)改性產(chǎn)物；②W氣態(tài)碳源為原料通過(guò)化學(xué) 氣相沉積或物理氣相沉積制備的石墨締及其后續(xù)改性；③W小分子物質(zhì)通過(guò)化學(xué)聚合形成 的類石墨締二維片狀材料聚集形成的粉體或液相分散體及其后續(xù)改性。
[0014] 所述的改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法，復(fù)合 膠乳液的制備方法，將改性石墨締的粉體或液相分散體與膠乳復(fù)合，實(shí)現(xiàn)改性石墨締在復(fù) 合膠乳液中的良好分散，其分散穩(wěn)定性在24小時(shí)W上；復(fù)合階段在膠乳配合熟成后或預(yù)硫 化熟成階段后進(jìn)行，或在膠乳配合熟成后或預(yù)硫化熟成階段中完成復(fù)合。
[0015] 所述的改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法，所用 的膠乳包括：天然膠乳或者合成膠乳中的一種或兩種W上的膠乳混合配合或混合預(yù)硫化； 所用的助劑包括生產(chǎn)醫(yī)用手套常用的：穩(wěn)定劑、硫化劑、分散劑、乳化劑、濕潤(rùn)劑、凝固劑、熱 敏劑、增稠劑、防腐劑、抗結(jié)樸劑、隔離劑、抗靜電劑、光滑劑。
[0016] 所述的改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套的方法，利用 復(fù)合膠乳液制成醫(yī)用手套產(chǎn)品的后續(xù)加工工藝：模具清洗，浸凝固劑及干燥，浸硫化膠乳， 漸濾或干燥，上色、卷邊，膠膜干燥，浸隔離劑粉液，脫模，水硫化，脫水，成品正反面二次干 燥，檢查，包裝。
[0017] 本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想是：
[0018] 石墨締是一種二維納米材料，其厚度在3nmW下，而片徑尺寸可達(dá)數(shù)百納米到數(shù) 十微米，具有極高的片徑/厚度比。石墨締納米片具有高度的不可透過(guò)性，而由石墨締堆疊 而成的薄膜材料，當(dāng)其厚度達(dá)到200皿時(shí)即可完全阻止氮原子的透過(guò)，運(yùn)使得石墨締及其 薄膜材料具有優(yōu)異的阻隔性能。另一方面，石墨締經(jīng)過(guò)科學(xué)的改性后，可W與乳膠中的橡膠 分子之間形成較強(qiáng)的相互作用，因此改性石墨締及其衍生物可W很容易的分散到橡膠膠乳 中，并形成均勻穩(wěn)定的復(fù)合材料，運(yùn)種復(fù)合材料的機(jī)械力學(xué)強(qiáng)度將明顯高于復(fù)合前，同時(shí)改 性石墨締本身具備生物相容性，不會(huì)有過(guò)敏排異效應(yīng)。當(dāng)復(fù)合材料中的石墨締含量增加的 一定程度時(shí)，所形成的堆疊結(jié)構(gòu)即可有效阻斷膠乳在干燥固化過(guò)程中形成的天然針孔，細(xì) 裂紋，從而使復(fù)合材料具有極強(qiáng)的阻隔能力；而石墨締和橡膠分子間的相互作用可W在保 持橡膠本身彈性的前提下增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度、抗撕裂性能。因此，石墨締的加入提高了橡 膠制品的綜合性能，從而賦予醫(yī)用手套更好的阻隔性能和力學(xué)強(qiáng)度。
[0019] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：
[0020] 1、與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本發(fā)明制備出的改性石墨締/膠乳復(fù)合的高強(qiáng)度、高隔絕性 醫(yī)用手套，可有效阻隔小尺寸病毒的透過(guò)，對(duì)病毒及微生物的感染概率有明顯降低和抑制 作用。
[0021] 2、與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本發(fā)明制備出的改性石墨締/膠乳復(fù)合材料的醫(yī)用手套在相 同厚度尺寸的情況下，拉伸性能指標(biāo)均明顯優(yōu)于常規(guī)膠乳醫(yī)用手套，從而增加產(chǎn)品的安全 度。
[0022] 3、本發(fā)明新材料生產(chǎn)的醫(yī)用手套產(chǎn)品外觀、觸感與現(xiàn)有醫(yī)用手套無(wú)明顯區(qū)別，可 被市場(chǎng)接受。
[0023] 4、本發(fā)明采用改性石墨締添加量可W做到很低比例，生產(chǎn)成本無(wú)明顯增加。
[0024] 5、本發(fā)明復(fù)合使用的改性石墨締具有石墨碳材料的生物惰性，本身無(wú)毒害，可放 屯、使用。
【附圖說(shuō)明】
[00巧]圖1.實(shí)施例1制備的改性石墨締/乳膠復(fù)合醫(yī)用手套的材料與純?nèi)槟z手套薄膜 的拉曼光譜對(duì)比。
[0026] 圖2.實(shí)施例1制備的石墨締/天然乳膠復(fù)合醫(yī)用手套（a)與純天然乳膠醫(yī)用手 套化）相同尺寸和厚度下的離子透過(guò)性對(duì)比。
[0027] 圖3.本發(fā)明改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備具有高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套剖面 不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 在具體實(shí)施過(guò)程中，將改性石墨締制備成穩(wěn)定的分散液，然后在膠乳配合及預(yù)硫 化熟成階段完成后直接復(fù)合，或者在該階段中同時(shí)完成硫化和復(fù)合的工藝，最終制成復(fù)合 膠乳液。復(fù)合膠乳經(jīng)熟化后，采用模具浸潰方法在聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線上制備出醫(yī)用手套產(chǎn)品。如 果無(wú)硫化工藝，則可將石墨締科學(xué)改性后直接和膠乳復(fù)合。
[0029] 改性石墨締/膠乳復(fù)合材料制備的高強(qiáng)度、高隔絕性醫(yī)用手套制品主要有兩種材 質(zhì)，一種是天然膠乳橡膠復(fù)合，一種是下臘膠乳橡膠復(fù)合。
[0030] 第一種主要是將改性好的石墨締分散液，按照一定比例在膠乳已經(jīng)配合后或者預(yù) 硫化后，混合均勻復(fù)合，制成復(fù)合膠乳液，最后即可使用浸潰工藝流程制備出運(yùn)種復(fù)合材料 的醫(yī)用手套。雖然不同膠乳固含量不同，但是可W按照干燥后干重比例推算，要求最終干燥 后的石墨締的質(zhì)量含量為0. 〇〇1%〇~20%〇,優(yōu)化的石墨締含量范圍為0. 1%〇~2%〇。
[0031] 第二種方法是將改性好的石墨締分散液，按照一定比例在由下二締和丙締臘經(jīng)溶 液或乳液聚合成下臘膠乳的過(guò)程中完成復(fù)合或直接和下臘膠乳復(fù)合。按照干燥后干重比例 推算，要求最終干燥后的石墨締的質(zhì)量含量為0. 001%。~15%。，優(yōu)化的石墨締含量范圍為 0. 1%。~1. 5%〇。
[0032] 所用的膠乳包括：天然膠乳或者合成膠乳中的一種或兩種W上的膠乳混合配合或 混合預(yù)硫化；所用的助劑包括生產(chǎn)醫(yī)用手套常用的：穩(wěn)定劑、硫化劑、分散劑、乳化劑、濕潤(rùn) 劑、凝固劑、熱敏劑、增稠劑、防腐劑、抗結(jié)樸劑、隔離劑、抗靜電劑、光滑劑。
[0033] 所用石墨締是本征態(tài)石墨締、各種方法制備的改性石墨締或石墨締衍生物，包括 共價(jià)鍵改性或非共價(jià)鍵改性的石墨締。例如：氣化石墨締、簇基化石墨締、氧化石墨締、氨基 化石墨締、橫基化石墨締、高分子包覆改性的石墨締等。本征態(tài)石墨締、改性石墨締或石墨 締衍生物，其共同的特征在于，片層厚度為碳原子層數(shù)在10層W下，最優(yōu)化的層數(shù)分布為 1~3層；片層片徑/厚度比例大于10,最優(yōu)化的片徑/厚度比例分布為1000~10000。改 性石墨締或石墨締衍生物，其碳平面上允許存在結(jié)構(gòu)缺陷，