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PTFE 与 Parylene——哪种材料更适合干膜润滑医用涂层?
2023 年 12 月 7 日
在解决不脱模、干粘等难题时,大多数设计和制造工程师都曾使用过聚四氟乙烯 (PTFE),并经常用它来解决问题。传统上,PTFE 的摩擦系数低于聚对二甲苯 (Parylene)。然而,聚对二甲苯的摩擦系数与现代不含 PFOA (C8) 的 PTFE 涂层相当。在许多情况下,出于特定应用的考虑,聚对二甲苯是更好的选择。
颗粒
PTFE 是一种相对较硬的涂层,硬度约为 R58,在某些情况下容易碎裂和剥落。医疗器械应用中所有 PTFE 均需去除 PFOA (C8),这进一步增加了粘合挑战。PTFE 涂层不锈钢导丝和其他芯轴类产品粘合性差和分层的报告已导致多起自愿召回事件。
聚对二甲苯是一种较软的聚合物 (R80)。在低摩擦应用中,它能提供更高的产量或可重复使用性,并且不会像聚四氟乙烯那样出现碎裂或剥落。因此,在存在颗粒风险的情况下,聚对二甲苯可能是更好的选择。
复杂印刷
Parylene 独特的气相沉积工艺可提供真正保形的超薄涂层。就心轴的润滑性而言,Parylene 涂层的典型厚度约为 4µm,而弹性体涂层的厚度则低至 0.15µm。相比之下,PTFE 通常采用喷涂或浸涂的方式,容易出现液池、桥接和边缘效应。因此,当尺寸公差要求严格且零件形状较为复杂时,Parylene 可能是更好的解决方案。
机械磨损
虽然 PTFE 和 Parylene 心轴都具有良好的附着力,但由于 PTFE 的硬度特性,选择 PTFE 似乎是更好的选择。然而,磨损特性取决于操作应用以及操作员的使用情况;比较性能测试可以提供最佳数据,以便针对特定应用做出长期选择。
虽然聚对二甲苯在低摩擦应用中能提供更高的产量,但在高摩擦应用中,它会磨损。例如,如果在Peebax尖端中使用钨来提供射线不透性,当Peebax收缩到Parylene心轴时,它会像砂纸一样撕裂。在这种情况下,PTFE棒可能是更好的解决方案。
在激光焊接应用中,Parylene的性能明显优于PTFE,后者在短时间内就会开裂和剥落。
灭菌方法
聚对二甲苯的特性基本不受任何灭菌方法的影响。PTFE 不适用于伽马射线灭菌,在高压灭菌器中性能也不佳。如果使用伽马射线灭菌,ETFE 将是导管腔的更佳选择,在这种情况下,聚对二甲苯涂层的导管芯轴将补充 ETFE 的脱模能力。PTFE 无法有效地从 ETFE 上脱模。
制造和涂层工艺
虽然 PTFE 无毒,但氢氟酸和二氧化碳都是其制造过程中产生的有毒副产物。它还会在高温下释放氯化氢和其他有毒物质。由于 PTFE 在高温下固化,因此不适用于镍钛诺等热敏基材。
聚对二甲苯是一种绿色化学材料。它具有化学惰性且无毒。它不会产生任何可浸出成分,不含催化剂、增塑剂和溶剂残留物。聚对二甲苯可在室温下涂覆,因此是热敏元件和基材的自然之选。
了解更多关于聚对二甲苯涂层工艺的信息。
成本
PTFE 预涂层线轴的前期成本更低,这通常是不锈钢一次性心轴的首选。不过,对于较长的裸线、非圆形线材和异形部件,这种差异会减小。在许多可能重复使用的情况下,聚对二甲苯 (Parylene) 可以降低单位总成本,从而获得更好的效果。
总结
疏水医用涂层的选择取决于应用及其具体考虑因素。聚对二甲苯和 PTFE 各有优缺点。虽然两者乍一看似乎都很合适,但根据预期应用进行性能比较测试,将有助于做出更明智的长期决策,而不是仅仅评估“纸质”规格。
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