弹性体材料柔韧性优化以应对新挑战

设计新一代器件的工程师严重依赖加成固化有机硅弹性体（LSR 或 HCR）。它通常是医疗设计和制造过程中的默认选择，这是有充分理由的：它是提供出色稳定性、耐温性和低压缩永久变形的最简单配方之一。有机硅弹性体是为需要独特性能的项目指定的众多弹性体之一。例如，LSR是一种常见的材料选择，因为它具有出色的整体生物相容性（毒理学和生物学）。

即使工程师知道有值得探索的替代品，创新过程的速度和压力通常也会消除任何可能导致探索替代材料的好奇心。然而，要求越来越高的应用促使人们进一步探索所有非有机硅弹性体替代品，包括大型定制有机弹性体系列。

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对于工程师来说，有机硅弹性体最引人注目的属性可能是“熟悉”。这是一个已知的数量，具有符合大多数法规要求的历史，并在生产线和现场提供可预测的性能。它是一种纯净而均匀的材料，具有固有的惰性和生物相容性，这对于医疗应用尤为重要。

随着医疗设备工程师面临更大的压力，需要最大限度地降低成本并更快地将产品推向市场，这一现实被放大。随着产品开发进度的压缩，工程师更有可能依赖熟悉的材料，如有机硅弹性体。但是，与大多数长期默认选项一样，它并不总是非常适合新应用。最近有许多新产品设计在原型设计阶段意外失败的案例。工程团队通常希望首先对产品设计进行调整，但在许多情况下，不完美的材料可能会导致这些难以检测的问题。重新检查材料和设计可以节省团队花费时间和金钱来解决可能不存在的核心设计缺陷。

设计团队面临的第二个挑战是供应链的不稳定。长期以来，有机硅短缺一直是包括医疗保健在内的多个行业的工程和制造团队延误的常见原因。上海医疗器械博览会Medtec发现虽然经验丰富的供应链管理专业人员可以显著减少这种不稳定性，但在面对供应链不确定性时，二次材料选择提供了更大的灵活性。

供应链的不确定性促使工程团队探索各种弹性体选项。它还促使这些团队在设计过程的早期就与材料科学提供商合作，并导致发现了对功能至关重要的组件，这些组件在试验、制造车间和现场都能提供卓越的结果。定制有机橡胶并不新鲜，但定制配方正在为增加或替代市场价值提供新的机会。

例如，材料科学家使用不断扩大的数千种专有弹性化合物（包括硅橡胶）的产品组合，以满足客户医疗器械设计的确切规格。创建定制的有机橡胶配方为工程团队提供了更好的控制权，并能够为其产品选择理想的化合物。

材料柔韧性为更好的设计控制、成本节约和更高的可靠性提供了明确无误的来源。通过与材料科学家合作修改有机橡胶配方，工程师可以定制材料行为，以实现目标机械性能和抗老化性能以及其他性能属性。最重要的是，随着时间的推移，用于制造定制有机橡胶配方的核心材料已被证明具有固有的惰性和生物相容性，并且可以安全地用于人体。

医疗器械的一个典型挑战是密封，防止刺激性化学品和液体。定制有机弹性体可以对极性流体、极性溶剂、碱性清洁剂和蒸汽/热水提供出色的耐受性。定制的有机弹性体可以提供出色的耐磨性，这对于减轻有害的泄漏和撕裂至关重要。组件经过专门设计，可承受紫外线、臭氧和老化。

耐温性：医疗器械组件通常需要能够承受极高或极低的温度。定制有机弹性体提供 –55° 至 150°C/–67° 至 +302 °F 的温度稳定性。

柔韧性：定制有机弹性体通常允许 600% 的伸长率和 500–3000 psi 的拉伸范围，以确保橡胶密封件可以根据需要移动并避免产生泄漏路径。