医用聚丙烯材料发展现状
随着我国经济水平和人民生活水平的快速提高，人们对健康的关注度越来越高。随着人们需求的多样化，医学、材料学以及生物学等多学科逐渐融合[1]。近年来，随着我国医疗水平和技术的不断提升，医用高分子材料逐渐成为医学和材料领域的研究热点。医用高分子材料包括合成生物高分子材料（聚丙烯、聚乙烯、聚酯纤维、硅橡胶、聚四氟乙烯以及聚乙烯醇等）和天然生物高分子材料（海藻酸钠、透明质酸、纤维素以及甲壳素等）。医用高分子材料一般会与人体（如体液、血液以及皮肤等）发生直接的接触，因此必须具备加工物理机械性能及生物相容性的特点。
聚丙烯具有优异的性能，如耐辐射、耐高热、耐高压、可生理降解性、良好的力学性能及化学稳定性等，被越来越广泛地应用于医学领域。聚丙烯在医学领域主要被用作医用无纺布、一次性医用制品、医用透明管、血液过滤网和人工肺等。受市场成长和人口老龄化的推动，未来几年世界医用高分子材料的市场增长将持续加大，而我国的增长速度更快，有着广阔的发展空间，已成为近些年医用材料领域研究的热点。
1 医用聚丙烯材料简述
聚丙烯（PP）是一种具有高度立体规整性和热塑性的塑料，由Natta在20世纪50年代首次合成。在之后的60多年，PP材料飞速发展，成为诸多领域研究和应用的新星。聚丙烯材料拥有较多优点，如耐高热高压、耐辐射、无毒、耐腐蚀、绝缘性好、易加工、价格低廉等，已逐渐取代木材、金属、纤维等材料，被应用于制造、建筑、电器、轻工和医疗等领域。根据相关文献，在过去10年中，中国的聚丙烯消费量年均增长率为17.59%，远远超过世界平均水平。2014年，我国聚丙烯产能达到1672万t，2018年产能已达到2317万t。发达国家在1980年前就已经彻底普及了一次性塑料制品，我国的医用塑料制品是在改革开放以来才逐渐发展起来的，可以说起步很晚了。Borealis（北欧化工）、陶氏（美国）、沙索（南非）等国际品牌占据了国内大部分中高端医用聚丙烯材料市场，国内产品主要以中低端为主。近几年，国内企业加大了对医用聚丙烯产品的开发，产品牌号和生产企业的数量都在逐年增加。当前国内医用聚丙烯的生产企业较少，产能规模也普遍较小，相比国际企业，国内生产企业在整体水平上还有差距。国内医用聚丙烯材料主要应用在一次性医药器械方面，如一次性注射器、输血、输液管等，而国外已经广泛应用在了包装材料、实验室器具、高端医疗器材等领域。
医用塑料的种类较多，较常见的有聚氨酯、尼龙、硅橡胶、聚烯烃和聚氯乙烯等。其中，PP用于制造一次性医用制品、注射器针管、导管等医疗制品时，具有质轻、不易破损、耐高温、无毒、加工容易、价廉、使用过程中能避免医源性交叉感染等特点，其用量仅次于占比第一的聚氯乙烯[2]。但普通PP的卫生性能指标无法达到生产医用制品的标准，且透明性（光学效果）较差，限制了其应用。表1为YY/T 0242?2007医用级聚丙烯的安全标准[3]。
表1 YY/T 0242?2007医用级聚丙烯材料性能指标Tab.1 Performance Requirements of Medical Grade Polypropylene Materials基本性能 输液、输血 注射器具均聚型 共聚型 均聚型 共聚型冲击强度/ kJ·m-3 ≥2.0 ≥3.0 ≥2.0 ≥3.0弯曲模量/ MPa ≥1250≥800 ≥1250≥800拉伸强度/ MPa ≥30 ≥24 ≥30 ≥24紫外吸光度 ≤0.08≤0.08 ≤0.08 ≤0.08
对聚丙烯进行改性，才能使其达到医用制品标准的要求，并增强其光学性能。医用专用塑料必须具有生物相容性和医学功能性这两种基本特性，此外还必须经受消毒处理，外观不易破碎，并具有相应的物化和加工性能。影响PP透明性（光学效果）的主要原因，是其会对可见光发生折射和散射。为了增强PP医用品的透明性，常见的方法是对PP进行改性，调节其晶体尺寸，以改变光学效果。在PP熔体分子冷却的过程中，其外部结晶速度快，生成微细的球晶，内部结晶速度慢，生成粗大的球晶，且其尺寸大于可见光的波长，从而对入射的可见光发生了折射。散射主要是由于PP中的无定型相和结晶相共存，导致结构不均匀而造成的[4-5]。另外，散射也与工艺条件和成型设备有关。目前，提高PP透明性的主要方法是诱发成核作用、调控球晶尺寸、优化加工方法、添加透明剂和其他助剂等，以改善结构的均匀性，满足医疗使用要求[6]。
2 国内外医用聚丙烯材料的发展研究现状
2.1 医用PP材料新产品的发展现状