伽马射线灭菌：其对聚丙烯的影响

背景

目前市面上有各种商用聚丙烯，包括均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物，广泛用于多种应用领域。

许多应用（包括医疗用途）要求制品在使用前进行灭菌。聚丙烯通过伽马射线灭菌正成为较常见方

式之一。

传统稳定体系的聚丙烯可能不适用于高能量灭菌，因为灭菌后会出现物性衰退与变色，并会随时间

进一步恶化。不同牌号之间差异显著，加入特定添加剂可缓解这些效应。

本研究对多种均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物在 28.1–34.8 kGy 辐照后的物性变化进行比较。

实验

共评估 9 种聚丙烯配方，每类聚丙烯加入三种常见的添加剂体系，包括：

1. 酚类主抗氧剂、亚磷酸酯辅助抗氧剂、酸吸收剂

2. 在体系 1 上加入 HALS（受阻胺光稳定剂）

3. 使用非酚类胺氧化物取代酚类与亚磷酸酯抗氧剂

部分体系还加入透明剂与抗静电剂。

辐射对物性的影响

1. 黄度指数

所有聚丙烯在辐照后黄度指数升高。均聚物最明显，非酚类抗冲共聚物最轻微。

2. 拉伸强度

辐照对三类聚丙烯的拉伸强度影响极小，变化小于 2%。

3. 拉伸伸长率

屈服点伸长率下降不超过 6%；断裂伸长率显著降低，UV 稳定化无规共聚物下降最少。

4. 弯曲模量

辐照后上升不到 6%。

5. 加德纳冲击

抗冲共聚物下降约 10–20%；无规共聚物下降超过 60%。

结论

伽马射线对聚丙烯物性有显著影响，其中拉伸强度与弯曲模量影响较轻，黄变与冲击性能影响较大

。使用 UV 稳定剂及非酚类抗氧剂可部分减轻影响。

选择用于伽马灭菌的材料时，应验证灭菌前后性能是否满足需求，并注意辐射效应会随时间累积。