کوپلیمرهای حلقوی الفینی: جایگزینی خصوصیات نوری شیشه با پلاستیک در تجهیزات پزشکی

نوع مقاله : مروری

نویسندگان

1 تهران ، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی، پژوهشکده مهندسی، گروه کاتالیست، صندوق پستی 112-14975

2 تهران ، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی، پژوهشکده علوم ، گروه پلیمرهای زیست‌سازگار صندوق پستی 112-14975

10.22063/jipst.2024.3318.2207

چکیده

کوپلیمرهای اولفینی حلقوی دسته مهمی از پلی‌اولفین‌ها با خواص منحصربه‌فرد هستند که خواص مکانیکی آن‌ها بسته به محتوای مونومر نوربورنن درکوپلیمرهای نهایی تولیدشده متغیر است و بدین‌ ترتیب طیفی از مواد نرم تا سخت تولید می‌شود. در کوپلیمرهای تجاری معمول، محتوای نوربورنن بیشتر از 20 درصد مولی است که به‌طور تصادفی در ریزساختار کوپلیمر توزیع شده و به پلیمرهای نهایی ساختار بی‌شکل و شفاف نوری می‌دهد. افزایش محتوای نوربورنن مترادف با افزایش دمای گذار شیشه‌ای در کوپلیمر نهایی نیز است. خواص نوری جالب توجه این دسته مواد تابع ساختار بی‌شکل آن‌هاست و محدود به دامنه طول موج نور مرئی نیست. این کوپلیمرها در ناحیه طول موج فرابنفش نیز بسیار شفاف و برای تولید محصولاتی با الزامات نوری مناسب هستند. این کوپلیمرها مقاومت شیمیایی بسیار زیادی در برابر حلال‌های قطبی دارند که با سایر پلیمرهایی رقابت‌پذیر هستند که در ساخت قطعات آزمایشگاهی کاربرد دارند. از سوی دیگر، این مواد با سامانه‌های زیستی وارد واکنش نمی‌شوند، بنابراین برای کاربردهای مرتبط با بسته‌بندی داروهایی مانند سرنگ‌های از پیش پرشده مناسب هستند. چون آب اصلی‌ترین حلال پایه در تولید فرآورده‌های تزریقی است، جذب کم آب به‌وسیله این کوپلیمرها سبب می‌شود تا از پایداری ابعادی محصول در شرایط محیطی اطمینان حاصل شود، در حدی که جذب آب این مواد (حتی در محیط‌هایی با رطوبت بسیار زیاد) چهار برابر کمتر از پلی‌کربنات و ده برابر کمتر از پلیمرهایی مانند پلی‌(متیل‌متاکریلات) است. در این مقاله پس از معرفی اجمالی محصولات کوپلیمرهای اولفینی حلقوی روش‌های سنتز این پلیمرها با کاتالیزورهای مختلف مطالعه شده است. سپس، ویژگی‌های این ترکیبات از لحاظ نوری، مکانیکی و گرمایی بیان می‌شود.  در نهایت، روش‌های فراوری کوپلیمرهای اولفینی حلقوی و کاربردهای این ترکیبات بررسی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Cyclic Olefin Copolymers: Superseding Glass Optical Characteristics with Plastics in Medical Devices

نویسندگان [English]

  • saeid Ahmadjo 1
  • Mohammad Imani 2
  • Maryam Babaei 2
1 Iran polymer and petrochemical inistitute
2 Science department, Bio group, Iran polymer and petrochemical institute
چکیده [English]

Cyclic olefinic copolymers (COC) are an important class of polyolefins with special properties as soft or hard materials, depending on the content of norbornene monomer in the final copolymer composition. The norbornene content in common commercial copolymers is more than 20 percent, which is randomly distributed in throughout the polymer microstructure and its result is an ending to amorphous and optically transparent copolymers as can be expected. An increase in norbornene content in the copolymer structure leads to a corresponding increase in glass transition temperature (Tg) of the final copolymer. The remarkable optical properties of this type of COCs is strongly depend to their amorphous structure, which are not limited to the visible light wavelength range, so COCs can be used as transparent polymers in the ultraviolet and vislible wavelengths to acheive suitable optically clear products. Due to higher resistance against chemicals especially polar solvents, COCs are used for producing laboratory equipments in a competitive manner with other polymers. On the other hand, COCs are inert biological materials making them suitable candidates in packaging appicationes for medicines including pre-filled syringes. Water is the main solvent used to produce the injectable products, so low water absorption by these copolymers ensures dimensional stability of the final product under ambient conditions. In a highly humid environment, water absorption capacity for COCs is limited to 4 and 10 times less than polycarbonate and poly methyl methacrylate polymers, respectively. In this study, after a brief introduction on COCs, polymerization methods by different catalysts are discussesd then, optical, mechanical and thermal characteristics of these copolymers are discussed. Finally, COC processing details and their applications are mentioned.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cyclic Olefin Copolymer (COC)
  • Norbornene
  • Optical polymers
  • Ethylene–Norbornene Copolymers (ENC)
  • Prefilled syringe