塑料焊接技术及其医用制品中的应用

塑料焊接技术及其医用制品中的应用

蒋位康

天津市塑料研究所有限公司天津市300000

摘要：塑料焊接技术和医用制品关系密切，本文就研究了塑料焊接技术的在医用制品中的应用。首先研究塑料焊接的原理、条件和影响因素，然后总结了不同的焊接工艺在医用制品中的使用情况。

关键词：塑料焊接；医用制品；应用；工艺

引言

塑料焊接的焊接技术受到很多不同的因素影响，使得对于不同的材料和需求，都会采用相应的技术进行焊接。医用制品中使用塑料焊接技术的有很多，因此需要合理的利用塑料焊接技术来保证质量。

一、塑料焊接概述

1.1焊接原理和条件

塑料的焊接基本原理是利用热熔状态下，塑料分子会受到焊接压力的影响而扩散，不同的塑料分子之间就会产生范德华力，之后会链接在一起。为了使焊接能够完成，首先需要保证焊接温度，只有在高温的条件下，塑料才能够融化并且流动；其次，焊接的过程中要保证足够的压力，这样才能够使塑料分子之间能够扩散融合，并且减少塑料材料之间的间隙[1]。另外，焊接需要一定的时间，才能实现从熔融、冷却、固化的而过程，并且保证焊接的强度。

1.2焊接的影响因素

塑料这种材料有很多种类，不同塑料所使用的的添加剂也并相同，并且不同塑料零部件的接头和结构类型也并不一致，材料不同时，塑料也会有不同的熔点。所以，在塑料焊接的工作当中，必须要考虑到工艺的问题，从而保证塑料的质量。在焊接工作开始之前，会分析塑料的各种参数，使用数学和物理的相关方法，对塑料的工艺参数进行优化，保证焊接质量。

一般而言，温度是影响最大的因素，其次是作用时间的控制，最后焊接时压力对于塑料的影响。根据加热方式的不同，有外加热焊接和内加热焊接两种方式。外加热焊接会在塑料部件的外部进行加热，使热量床底到焊接的位置，最终使塑料进入熔融态[2]。外加热焊接可以使用的材料包括加热板，可以根据焊接部件的不同，来对温度进行调整。内加热焊接会将发热体放置在焊接的焊缝处，利用发热体进行加热，并最终完成焊接。常用的发热体包括电阻发热体和偶极子发热体，电阻发热体一般是不锈钢丝，而且会对其进行调整，根据焊接的需求调整成各种形状；偶极子发热体会利用磁粉等物质作为发热介质，利用高频电流产生的电磁场来使偶极子振动发热。

1.3焊接的材料和工艺

材料的不同时，塑料的相容性也不同，所以焊接工作需要选择合适的材料进行焊接，从而保证焊接的质量。其次，焊接的工作还需要考虑到材料的尺寸，包括熔体流动方向等因素，通过有效的控制保证焊接的质量。焊接材料的物理参数、焊接部位的状态将会影响熔融体的融化状态，从而保证焊接的质量。

二、焊接工艺的应用

2.1超声焊接

超声焊接就是利用超声波的高速振动，促使塑料部件的对界面摩擦生热，从而实现融合。如果应用在塑料和金属之间的焊接，可以在一秒钟之内完成焊接。由于超声波频率很高，所以会让塑料的表面产生美妙数万次高频振动，这样就能够利用振动静能量传递到接缝的位置。在部件的交界处，由于声阻很大，所以会很容易就产生局部高温，于是接触面就会在高温的作用下融化。在超声波停止之后，再利用压力进行持续作用，就能够保证固化定性。

超声波焊接的焊接处强度和原材料的强度很接近，也是一个全新的二次加工技术，焊接的效果十分美观、节约能源，具有不错的质量并且比较美观。超声波的焊接使用十分广泛，可以采用的方法很多，能够应用在铆接、电焊和平面焊接当中。使用超声波焊接的技术包括血液透析器、血浆采集器等等，在医用制品的制作中，可以采用离心分离和杯体压盖的焊接方式，这种方法可以避免高速旋转的过程中，粘合剂出现融化的问题，所以目前也取代了化学粘合的方式，从而获得了良好的效果。其次，医用的防护口罩、输液器也有一些采用了超声波焊接的方法。

2.2热熔焊接

热熔焊接是最传统的焊接技术，就是利用电热丝或者加热板融化材料，然后再利用压力来实现焊接固定。使用热熔焊接时，由于焊接材料的形状和尺寸不相同，就是的焊接的夹具有很多，而焊接基本上要求能够提供两个方向上的力。最常见的热熔焊接包括对接焊、搭接焊和垂直焊接[3]。对接焊的家居是两块平板，使用不锈钢螺旋发热体，从垂直和平行两个方向对塑料产生作用。垂直焊接会利用不锈钢这现状的发热体，发热体的形状可以根据配件的要求来确定。热熔焊接一般都会用于焊接面为原型的塑料制品和口袋制作，包括瓶口和复合包装等等。

2.3高频焊接

高频焊接一般使用在热塑性塑料的焊接当中，高频电极会由于分子极化导致电厂运动，并且造成分子之间的摩擦，最后让电能转化成热能。塑料本身会产生热能达到熔融态，最终达到焊接的目的。由于在焊接时，电机是冷的，所以塑料在发热的时候就会有一部分热量被电机吸收，这就导致塑料的的温度分布呈现出中间高两边低的特点。由于电机之间的距离和功率成分比，所以高频焊接技术不能再比较厚的塑料上使用，但是厚度太小却会击穿塑料，使得厚度也不能太小。医院使用的血袋、引流袋等等都是使用高频焊接技术封口。

2.4激光焊接

激光焊接是一种高速、非接触的热塑性材料焊接方法，焊接时，激光会强烈集中，并且利用激光束将焊接部位挤在一起，以便能够焊接塑料。激光焊接使用的波长在810到1064，焊接的时候需要将塑料制品夹紧，光能会在制品表面转化成热能，从而使塑料制品的接触面融化，最后红外线激光会在表面形成一个焊接区，使焊接面的强度能够超过材料的原始强度。激光焊接材料对材质有一定的要求，焊接时要保证有一个焊接件能够吸收透过激光，而另一个焊接件能够吸收激光的能量。激光焊接一般都会使用在差异较大的塑料的焊接中，对于形状比较复杂的塑料制品，激光焊接非常常用。

结束语

塑料的焊接工艺对保证医用制品的性能有重要的作用，为了提升质量，需要在制造的过程中灵活的使用焊接方法。焊接时需要考虑到构件的特点，控制好工艺的温度和时间。

参考文献

[1]陈国,夏毅然,孔令斌,赵成如,王勤.塑料焊接技术及其在医用制品中的应用[J].工程塑料应用,2003(09):35-38.

[2]曹常在,刘志民,向欣芳,白景美.我国医用塑料产业的现状及发展[J].中国塑料,2002(01):5-10.

[3]关键,顾宜.医用塑料的选材[J].工程塑料应用,2001(02):36-39.