救命「人工肺」核心材料PMP-還有哪些用途

2021-01-08 澎湃新聞

新冠肺炎疫情來襲,ECMO屢屢出現在急救場景中,進入公眾視線,ECMO即體外膜肺氧合治療儀,俗稱「人工肺」,ECMO是目前針對嚴重心肺功能衰竭最核心的支持手段,譽為新冠肺炎重症患者的「最後救命稻草」。膜肺是ECMO系統的核心部件,承擔血液氧合功能,膜肺材料目前主要使用的是PMP(聚4-甲基1-戊烯)中空纖維膜,而成膜是PMP(聚4-甲基1-戊烯)樹脂。

最輕的塑料

PMP(聚4-甲基戊烯-1)是是一種高結晶透明聚烯烴,PMP(聚 4-甲基1-戊烯)是通過丙烯二聚製得4-甲基-1-戊烯(4MP1)單體聚合而成,密度為833kg/m2,是所有塑料中最輕的。PMP除了具有通用聚烯烴材料的特性外,它還具有非常突出的光學性能、機械性能、耐高溫性以及電學性能等。

PMP表面硬度較低,無毒。透光性能介於有機玻璃和聚苯乙烯之間。燃燒特性 能燃燒,離火後繼續緩慢燃燒,有熔溶滴落。PMP的透光率不隨加工條件的變化而變化,也不隨產品的厚度而變化,因此,適宜做透明製品。它的剛性大,100℃以上時超過聚丙烯;150℃以上時超過PC。PMP的電絕緣性能比聚丙烯好,其耐酸鹼,耐化學腐蝕,耐有機溶劑,耐應力開裂,沒有其它透明材料在使用時受去汙劑作用而應力開裂的傾向。PMP可以用130℃蒸煮消毒400次不發霧,160℃的熱空氣消毒1小時可經受50次,200℃以上消毒也可以,它還能經受氧化乙烯和放射線殺菌處理。

PMP的透明性較聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMM A )好,對可見光的透過率達 90%。對紫外線的透過率比玻璃以及其他透明樹脂更好;在常溫下其拉伸強度、斷裂強度、彎曲模量等機械性能都可與聚丙烯(PP)相媲美,而升高溫度後,PMP表現出更好的柔性、斷裂伸長和衝擊強度。

(三井數據)

PMP的熔點高達 240℃ ,維卡軟化點為 173℃,可以在高於PP 的使用溫度下使用 ,雖然 PMP 的熔點高達 240℃ ,但熔體粘度低、流動性好,熱穩定性好,其加工性較好,可以在熱塑性塑料的通用設備上加工成型;PMP因為非極性結構,它的介電常數為 3.12 左右,是合成樹脂中最小的, PMP具有優異的電氣絕緣性質。PMP的耐環境耐藥品性能也很好,對多數化學物質有較強的抵抗能力。

PMP雖然國內還不能自主生產,但是應用早已經開始,除了用於「人工肺」核心膜肺材料,還有哪些用途?

製作耐180℃高溫的保鮮膜

PMP樹脂具有耐高溫、安全無毒、透明度高的特點,其透溼、透氣性較好,對水、很多氣體和油類都有很好的隔離性能,可以製取包裝的食品的保鮮膜,而且它最高可耐受 180 ℃ 的高溫加熱,是世界唯一一支可耐熱到180℃且安全無毒的保鮮膜。

目前國內使用的PVC 保鮮膜只能用來包裝低溫或常溫、脂肪含量低的食物,比如蔬菜水果、雞蛋,PE保鮮膜:日常使用都可以,比如封蔬菜水果、剩飯剩菜,但它不耐高溫, PMP保鮮膜突破了PVDC保鮮膜耐熱度達到140℃的極限,適合微波爐加熱。在用微波爐加工一些燻肉、火腿、臘腸等食物時,由於這些食物中含有大量的水分和固狀的油,會因為水蒸汽的蒸發而使油、水濺到微波爐內壁,一般用一種耐高溫且能吸收液體的袋子包裹住該類食品來解決這一問題。傳統的吸收材料同時吸收了水分和油類,對水分的吸收減少了吸油的能力,而且水被吸收,降低了利用水蒸氣的傳熱來縮短加熱的時間的能力,PMP不光具有更好的耐熱性,還具有易剝離性,其表面張力為24 mN/m,比氟樹脂還低,在各種材料上的剝離性非常好,PMP保鮮膜成為微波爐加熱專用膜。

PMP還可用於聚氨酯、環氧樹脂等熱固化樹脂固化時的離型材料,此外,PMP不會與PET、PP等熱塑性樹脂混合,它可用於PET、PP的多微孔薄膜,PMP在單面塗層包裝容器方面的應用也會有極大的潛力,PMP樹脂膜將逐漸成為許多產品的重要包裝材料。

電子電器

高度的透明性和耐熱性,可以用於耐熱透鏡、車燈、車廂內照明設備、馬達護罩窺視鏡、電器零件、高頻電子元件、印刷電路底版等,PMP用於汽車內部燈罩是一個用途,與其他塑料燈罩相比,由於僅僅是間歇加熱、而且PMP的耐熱性又很好。PMP還可用於一些附屬設備上,如車閘、離合器、空調設備、加熱器等。

在印刷電路板的加工中,常用耐高溫的高聚物材料做印刷底板,加工過程要求這種底板材料在較高的溫度下既不降解,也不會變脆。目前,國內採用幹法製作的PMP膜已經開始應用於印刷電路板上。PMP有很小的介電常數,而且其介電損耗更小。PMP膜大量生產時價格會大大降低,而且同以前使用的PTFE/玻纖複合材料相比,所得材料內部是均相的,克服了PTFE/玻纖非均相產生的不連續電阻帶來的不足。

橡膠成型用實心芯軸

芯軸是橡膠管路擠出成型過程中的重要工具,其主要作用是用來控制橡膠 管的內徑,對於高精密的橡膠管路的生產,必須使用高精度的芯軸。PMP軟芯軸比原來傳統PP,PA芯軸耐磨,不容易老化裂紋或脆斷,易退脫芯,PMP芯軸性能柔軟,耐熱性好,實心內無鋼絲無繩線,同時增加了芯子的穩定性和可靠性,PMP芯軸膨脹係數為2-3%,有效解決了因PP芯自身性能引發的質量問題。國內目前長度可以做1000米以上一根。

PMP橡膠成型用實心芯軸(東莞市錦必達科技有限公司供圖)

醫療器械

PMP耐高溫、耐蒸煮、無毒、透明性好使其在醫療器械中應用,是其主要應用領域之一。PMP的製品可以多次殺菌、多次使用,可作為醫用注射器、紫外線血液分析池、血液分離槽、三通閥、動物實驗籠等, PMP在可見光與紫外線範圍有高透光率,可製成絕佳的血液分析槽。PMP也用於醫療及食品包裝,如牛奶容器、餐具、電子灶等。PMP還可用於理化器具,如量筒、器皿燒杯等,

5G領域應用

高頻連接器絕緣子

PMP具有優異的電氣絕緣性,低介電常數及介電損耗,具有與氟樹脂不相上下的低介電特性,可用於5G通訊基站射頻端絕緣子。與PTFE絕緣子相比,兩者電氣性能相近,但PMP原料成本比PTFE低,且密度小(PMP密度0.835,PTFE密度2.1-2.3),單位體積的成本少;PMP的注塑加工可減少廢料的產生(PTFE採用切削加工),能有效降低絕緣子的成本。

FPC壓合離型膜

電子封裝業中,常會使用到一些可耐熱的離形紙或膜。PMP耐高溫阻膠離型膜具有良好的耐溫性,填充性和易剝離性,用於FPC軟性電路板壓合時,有效地提高了FPC柔性電路板的合格率。

PMP(聚 4-甲基1-戊烯)樹脂首先是通過丙烯二聚製得4-甲基-1-戊烯(4MP1),那麼,PMP單體4-甲基-1-戊烯(4MP1)還有哪些用途?

用作共聚單體

4MP1可以作為許多聚合物的共聚單體,4MP1可以作為 LLDPE( 線型低密度聚乙烯) 樹脂的共聚單體,採用 4MP1 作為共聚單體生產的 LLDPE 適合用作高級薄膜和注塑材料, LLDPE( 線型低密度聚乙烯) 樹脂單體一直以1-己烯為主,4MP1作為共聚單體時具有更高的產品性質, 增加樹脂的韌性,並具有極好的光學和機械性能,而且 4MP1成本較低.此外 4MP1 還可與 1- 丁烯共聚生產 LLDPE 三元共聚物。LLDPE的生產需要4MP1為共聚單體的實際,利用丙烯,聚乙烯裝置提供原料,能增加聚乙烯產品的競爭力。

異構化

4-甲基-1-戊烯能選擇性地異構化為4-甲基-2-戊烯和2-甲基-2-戊烯

催化二聚

4-甲基-1-戊烯在高溫高壓下易於用烷基鋁進行二聚生產6-甲基-2-異丁基-1-庚烯。

滷代物

4-甲基-1-戊烯及其異構物易於進行自由基滷代反應,生成高產率的烯丙基滷代物。

關於舉辦首屆烯烴齊聚-高碳醇-異構醇技術與市場論壇的通知

各相關單位:

我國乙烯、丙烯、丁烯的發展,為低碳烯烴齊聚高碳烯烴提供了原料支持,煤制油的發展也產生了部分高碳烯烴,今後高碳烯烴應用會越來越廣泛,其中高碳烯烴羰基化的高碳醇-異構醇是合成表面活性劑、洗滌劑、增塑劑等多種精細化工產品的主要基礎原料,目前,高碳醇-異構醇類表面活性劑、洗滌劑已經在國內實現了生產與應用,但是高碳烯烴-高碳醇-異構醇產業鏈還不能國產化,制約了高碳醇-異構醇類表面活性劑、洗滌劑應用性價比。為此,中國化工報社、石油化工眾創孵化平臺將共同組織召開首屆烯烴齊聚-高碳醇-異構醇技術與應用論壇,論證如何聚智聚勢加快高碳烯烴-高碳醇-異構醇產業化。

組織機構

主辦單位:

中國化工報社

石油化工眾創孵化平臺

協辦單位:

山東聯泓新材料科技股份有限公司

論壇議題

1.乙烯四聚制1-辛烯工藝與經濟性分析

2.丙烯二聚4-甲基-1-戊烯(4MP1)催化劑與工藝

3.PMP(聚4-甲基1-戊烯)中空纖維膜製造工藝

4.丙烯三聚催化劑和工藝

5.碳四三聚催化劑和工藝

6.鈷基催化劑合成高碳醇-異構醇工藝

7.銠基催化劑合成高碳醇-異構醇工藝

8.溫控相轉移兩相催化高碳烯烴羰基合成高碳醇-異構醇

9.環己烷-1,2-二羧酸二異壬酯的合成工藝

10.新型反應器對高碳醇酯增塑劑酯化工序變革與應用

11.六氫化鄰苯二甲酐法與鄰苯二甲酸二異壬酯法生產DINCH比較

12.仲醇原料與工藝路線

13.仲醇醚在濃縮洗衣液領域應用比較與分析

14.高碳醇-異構醇原料路線:煤制油與烯烴齊聚成本比較

15.異構醇醚類表面活性劑應用濃縮洗衣液存在問題與解決方案

16.合成氣制高碳醇催化劑與工藝產業化進展

閉門會

1.異構醇醚、仲醇醚在濃縮洗衣液應用討論會(廣州浪奇、山東潔能、內蒙古伊泰、聯弘新材料等指定公司代表參加)

2.鄰二甲苯液相氧化-酯化與苯酐酯化,苯酐六氫化與鄰苯二甲酸高碳醇酯加氫、鄰苯二甲酸二甲酯與高碳醇酯交換交流會(指定代表參加)

參觀

參觀山東聯泓新材料科技股份有限公司生產裝置

時間和地點

時間:2020年8月12日-8月14日(8月12日報到)

地點:山東滕州

會議費用

1. 每人收取會務費3800元∕人(含餐飲費、資料費、場地費等);

2. 8月5日之前報名且匯款,優惠至3600元∕人;

3. 住宿統一安排,費用自理。

匯款信息:

單位名稱:中國化工報社

納稅人識別號:12100000400003163P

地址:北京市西城區六鋪炕北小街甲2號

電話:82032050

開戶行:工行北京分行六鋪炕支行

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聯繫方式

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電話:010- 82032600

郵箱:526441836@qq.com

中國化工報社

2020年6月19日

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原標題:《救命「人工肺」核心材料PMP-還有哪些用途》

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