血袋、输液管等医疗产品通常采用软质PVC(一种含有邻苯二甲酸酯类增塑剂的塑料)制成，怀疑对人体健康有害。这些物质没有化学键合到聚合物上，这意味着它们可以渗透到血袋中，从而与人体细胞接触。佛罗里达州霍夫表面工程和薄膜研究所的IST开发了一种新方法，可以防止这些有害物质迁移到周围介质中。
增塑剂存在于许多日常生活用品中，也存在于医疗产品中。它们被添加到聚合物中，使材料具有更大的弹性和柔韧性。血袋和医用导管通常含有DEHP(邻苯二甲酸二乙酯己基酯)，这是一种聚氯乙烯添加剂，会对人体健康产生不利影响。将DEHP(邻苯二甲酸酯的成员)列为有毒生殖物质。因此，制造商在使用增塑剂必须获得批准，禁止在化妆品和玩具中使用增塑剂。尽管如此，它仍然可以在制作血袋的软聚氯乙烯中找到。托马斯纽伯特博士说：“软聚氯乙烯含有多达40%的DEHP增塑剂。因为增塑剂分子不会化学键合到PVC上，所以它们可以迁移到环境中。”布伦瑞克的弗龙霍夫研究所的物理学家。他和同事利用常压等离子体工艺修饰塑料表面增塑剂的分子结构，使分子发生交联，从而阻止有害物质穿越交联晶格。“我们在等离子体中产生活性物质和高能紫外线辐射。这些物质会渗透到PVC表面，破坏增塑剂分子中的化学键，然后与相邻分子结合。诺伯特解释说：“最终的网络结构形成了DEHP无法穿透的保护屏障。
95%屏障效应
研究人员的试验表明，增塑剂从软聚氯乙烯中的迁移可减少95%。为了测定阻隔效果，将处理过的聚氯乙烯薄膜在正癸烷(一种溶剂)中储存2小时，以测定迁移的增塑剂的量。为了测试屏障的长期稳定性，将处理过的软聚氯乙烯薄膜在空气中储存四个月。他们发现生成的分子网络不会溶解，保留了95%的屏障效应。试验是使用用于制作血袋的聚氯乙烯薄膜进行的。这些结果也可以外推至其他邻苯二甲酸酯增塑剂，如TOTM(三-(2-乙基己基)偏苯三酸酯)或DINP(邻苯二甲酸二异壬酯)。
大气压等离子体处理
但是这个过程具体是如何进行的呢？为了防止增塑剂迁移，Neubert和他的团队使用电介质屏障在大气压下放电。这包括在两个带有电介质阻挡层的金属电极之间放置聚氯乙烯薄膜。研究人员向每个电极施加数千伏的高交流电压，在此电压下，电极之间的空气间隙会发生介质阻挡气体放电。Neubert说：“在产生的等离子体中，我们产生短波紫外线辐射，这将破坏增塑剂分子。这些分子碎片希望相互反应，形成网状结构。”纯氩气作为工艺气体，容易电离，相对便宜。
对于Neubert来说，常压等离子体处理是首选工具，因为它比涂覆工艺经济得多，因为涂覆工艺还可以防止增塑剂迁移。“涂层工艺必须满足非常高的要求。涂层必须非常牢固地附着在这里，并且是柔性的。此外，他们必须经过精心设计的医疗产品审批程序。”目前，研究人员和他们的团队正在努力使其工艺适合工业应用，并充分加速，以在卷对卷加工中每秒处理几米的聚氯乙烯薄膜。
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