疫情三年，医用塑料成最大受益者？

从2020年初开始暴发的全球新冠病毒肺炎疫情至今已进入了第三个年头，阴霾却久久难以散去。到现在的2022年三四月间，没有春暖花开，人们等来的却是凛冽的“倒春寒”，疫情风云突变，香港、深圳、吉林、上海……国内疫情出现了一波又一波的大反扑，形势令人担忧，牵动着了全国人民的心。

我们要感激奋战在抗疫一线的医护人员，向无私无畏的“大白”们致敬，他们是与新冠病毒抗争的第一响应者。而医用塑料行业的人们也紧随其后，挺身而出，加班加点奋战在没有硝烟的战场上，成为了这场战役的快速响应者和不可或缺的重要一员。

疫情下医用塑料耗材大有可为

由于塑料具有的耐用、防护性强等特质，给予人们以很大的安全感，疫情期间需求量巨大的口罩、防护服、护目镜、消毒液、鼻拭子、试剂盒、测试套件、注射器等医用物资都属于塑料制品。可见，医用塑料耗材制品在此次抗疫大战中起到了支柱性作用，成为与新冠病毒作战的重要武器。疫情影响到各国的工业和经济，然而它对医用塑料市场的增长却产生了积极的影响，甚至有人认为医用塑料成为了疫情的最大受益者。

受疫情影响，医用一次性用品、医疗器械和设备制造商对PE、PP和PC等医用塑料的需求迎来增长爆发期。在两年多的病毒大流行期间，大多数塑料供应链都保持着开放状态，不仅大多数医用防疫物资的加工商们，还包括供应树脂材料、设备、模具的庞大产业链。我们看到，热成型设备和薄膜挤出机生产检测试纸，模具制造商和注塑厂商制造了疫苗注射器、额温枪……他们为应对因疫情而加剧的关键性医用防疫物资需求而夜以继日地工作着。试想一下，如果在这次疫情中没有医用塑料防护用品，我们面临的又会是怎样一种局面呢？当然，医疗行业一直重视质量、精度和绝对纯度，这个领域在防疫抗疫中关于技术创新的故事也不胜枚举。

抗疫中的医用塑料创新

3月11日，我国决定在核酸检测基础上增加抗原检测作为补充，可以用于特定人群的筛查，有利于提高“早发现”能力，为全民防疫抗疫建立起更牢靠的防护墙。一时间，快速抗原自助检测试剂盒被不少人在微信朋友圈里秀出。这种产品的兴起自然会带动上游材料需求的增长。一套新冠检测试剂盒装备中含有一支鼻咽拭子/口咽拭子、一个检测卡壳，以及试剂的提取管。据了解，一个试剂盒的成本拆分基本上是辅助材料和包装材料各占比50%。辅材种类与数量较多，以塑料件为主，有如瓶盖、滴头、卡壳等；包材主要为铝箔袋、纸盒等包装物。检测卡壳专用塑料颗粒一般为聚苯乙烯（PS）或聚氯乙烯（PVC），良好的抗冲击能力能减少高低温等不同环境下的破损可能，足够高的成型流动性可提供更高的注塑加工效率，优异的镭雕性能能生产出兼顾灵活性、清晰性的包装标识。鼻咽拭子/口咽拭子则采用热塑性塑料手柄较多，而试剂的提取管多采用聚乙烯（PE）注塑成型，因为PE具有优异的生物安全性、耐化学品性，更重要的是有着高阻隔性能以及高的性价比。

为了帮助客户迎接即将到来的“居家核酸”红利期，锦湖日丽公司旗下微创新品牌塑优案™最新研发了一款新冠抗原检测盒壳体专用料：HIPS N522。除了加工运输，作为一款网购渠道为主的产品，由于存储环境和物流因素，更容易使抗原检测盒子产生开裂等瑕疵，N522弥补了传统HIPS脆弱的缺陷。比起传统HIPS，N522的熔指更高，加工窗口宽，成型周期短，当市场需求暴增的时候，N522能更快抢占市场。比起常规HIPS，N522能够清晰白雕黑，高效标识。锦湖日丽称新冠抗原检测试剂盒是新上市的产品，选对料就迈出了享受市场红利的第一步。

针对新冠抗原试剂盒的研发，除了选用合适的专用料之外，不少厂商也在创新注塑加工工艺方面下了功夫。由于熟练劳动力短缺，与疫情相关的产品需求激增，许多公司都在寻求生产自动化，以加快生产，同时将风险降至最低，并保持零部件质量不变。为满足医疗用品生产企业日益增长的生产需求，拓斯达公司推出了新冠抗原自测试剂盒注塑自动化解决方案。它由拓斯达TMII系列注塑机搭配机械手和SCARA机器人实现自动化生产，具有稳定、高效、节能、省人工等特点。在某医疗用品生产企业的新冠抗原自测试剂盒生产线上，拓斯达TM260II注塑机一次可实现32个试剂盒上/下盖注塑成型，配合拓斯达机械手及SCARA机器人组成的自动化解决方案，仅需12-13秒可完成产品取出、上料、丝印、UV灯照射干燥、下料等工序。整个流程无需人工操作，实现了高度自动化，提高生产效率的同时，节省了人力成本，每天生产的试剂盒可高达20万套，为医疗用品生产企业实现高效生产提供助力。

随着医疗科技的进步，体外诊断（IVD）在临床上的使用率越来越高。新冠疫情的持续发展，更是加速了IVD市场的井喷，而诊断过程中必不可少的实验室耗材之一的导电移液吸头，也成为了市场上的抢手货。移液吸头通常由塑料制成，是一种长而薄的锥形中空塑料零件，与移液器搭配使用，在实验室和生产环境中测量和分配液体。在自动化系统中，移液吸头通常由导电聚合物材料制成，从而使得尖端能够感应液体。既然是用于实验室诊断的医用耗材，精确测量有限液体并防止污染就显得尤为关键，因此导电移液吸头必须满足苛刻的性能标准，包括：准确的同心孔尺寸、公差和液位计读数，以提高测量精度；出色的疏水、抗静电和静电放电（ESD）性能，可完全分配液体并防止污染；卓越的导电性、耐化学性、尺寸稳定性等；良好的耐久性，可减少产品破损及刮擦；除了关键的物理性能，移液吸头材料还需要满足可轻松填充长薄壁零件。导电移液吸头市场火爆，但优秀材料紧缺，埃万特（AVIENT）公司的Stat-Tech™导电材料当仁不让。它由多种基础树脂配制而成，包括ABS、PP、LCP、PA、PC、PPS和PEEK等，可提供导电性、机械性和可加工性的独特组合和最佳平衡，助力实验室耗材生产商制造质量更高、上市速度更快的导电移液吸头产品。

移液器吸头的生产过程不仅需要最高的质量与纯度标准，而且还需要极高的产量。为此，阿博格（Arburg）公司与中国本土合作伙伴共同研发出了自动化解决方案，实现一模48腔，包含机械手模内时间的整体周期时间平均7秒，最快至5.5秒，做到国内首屈一指，为用户企业节省了大量的生产成本。该方案主要是由阿博格锁模力为100吨的Allrounder 470H液压注塑机搭配三套自动化模组。捷士达公司提供的单点侧进胶热流道技术保证了多点进胶的平衡性，并大大降低了原料供应压力和成本，杜绝冷料头处理的烦恼，当填充进行到30%的阶段，材料既已平衡包裹模芯，稳定的生产品质带来了更大的生产产能。自动化模组包含了取出、视觉检测、分拣三块，分拣模块可以自动分拣出不合格吸头，同时自动替补上合格品。客户可以根据实际情况选择所需要的模组。

当疫情在欧洲最为肆虐的时候，中国医疗设备制造商深圳迈瑞公司收到了来自意大利的1万台呼吸机、除颤器、监测器和体外诊断（IVD）机器的紧急订单，该公司联系了材料供应商SABIC（沙特基础工业），以获得一系列高性能专业材料。它们包括LNP EXL共聚物、内润滑的LNP Lubricomp和抗静电LNP Faradex化合物，以及Ultem树脂，所有这些材料都在几周内被交付给迈瑞的合约注塑厂家，主要用在医疗装备的壳体当中。在疫情期间，SABIC采取了非凡措施来加快完成全球客户对特种热塑性塑料树脂的订单。

随着全球新冠疫苗接种工作的全面展开，对注射器的需求也呈爆炸性指数级增长，而医用级聚丙烯（PP）正是制造注射器的原料。韩国大型化工企业乐天化学（LOTTE Chemical）使用了巴斯夫 Irgastab®（一种不变色的塑料加工稳定剂）生产医用PP。乐天的医用PP已用于生产韩国一家医用注射器制造商研发的LDS（低死腔）注射器。这种特殊注射器旨在最大限度地减少注射后残留在针管中的药物量，从而减少疫苗的浪费。使用LDS注射器后，相同疫苗剂量下的接种人数能够增加20%，因此，LDS注射器在全球范围内有着巨大的需求。

套管系统是液体药品包装，以小瓶或预装注射器的形式呈现。因为疫苗瓶也是以这种包装形式提供的，所以新冠疫情使该产品在全球的需求大幅增长。对于德国Röchling Medical（劳士领医疗）来说，套管系统是一种新应用，对注塑生产提出了一个要求：灵活性。套管包装的尺寸是标准化的，在整个灌装和加工过程中，疫苗小瓶留在嵌套中，因此不会翻倒和相互碰撞。在蜂窝状结构中，通常由玻璃制成的小瓶受到很好的保护。嵌套可容纳16个50 ml剂量的小瓶。灌装量越小，包装可容纳的小瓶数量越多，嵌套插件的蜂窝越多。对于这种几何形状要求极高的组件使用了聚甲醛POM材料，该材料可以安全地承受灌装过程前的清洁，同时经济实惠。但是，由于其强烈的收缩，POM对注塑过程的稳定性和可重复性提出了很高的要求。该公司目前使用两台ENGEL公司提供的全电动e-motion 大型注塑机生产五种尺寸的嵌套插件，锁模力5000kN，周期时间最长40秒，24/7全天候满负荷运行生产。两台大机是ENGEL提供给Röchling的一个大型方案的一部分，总共八台e-motion注塑机锁模力为1600、2800和5000 kN，除用于生产套管系统外，还用来生产移液管吸头和微量滴定板支架等防疫物资。

紫外光（UVC）对细菌和病毒具有强大的杀菌效果，UVC LED灯越来越多地用于医疗环境中的表面消毒。但消毒会对某些材料造成影响，因此工程师和设计师必须选择即使在反复的UVC消毒后仍能保持其物理和美学特性的材料。随着新冠疫情的蔓延，医疗设备行业在寻找对产品进行消毒的新方法，从而有助于防止新冠病毒和其他病原体的传播。科思创（Covestro）研发的模克隆® 聚碳酸酯PC和拜本兰® PC + ABS共混物可以耐受频繁消毒，经过UVC处理后，材料的强度和耐热性等物理性能得以完全保留。白色材料变成黄色，而黑色材料基本无色偏，并且在所有情况下都保持了表面光洁度，为频繁的消毒做好准备，推动了表面消毒的发展。

医用护目镜可以防止病毒进入眼睛，减少医务人员感染的机会。路博润（Lubrizol）公司与耐克Nike公司展开合作，生产全防护面罩和PAPR面镜，共同守护在抗疫一线与新冠疫情奋战的医护工作人员。Nike的全防护面罩改变了自己品牌鞋类和服装的元素，包括热塑性聚氨酯。路博润的创新团队迅速对材料进行了评估，提出了性能优化的建议并重新安排了生产和供应链，生产并捐赠Nike所需的材料ESTANE®热塑性聚氨酯（TPU）聚合物。ESTANE TPU还用于电动滤尘呼吸器（PAPR）头盔的面镜，免受空气传播病原体侵袭。ESTANE TPU结合了橡胶的弹性和塑料的刚性，还可用于医用防护服、医疗设备、医用床垫、硬管、软管、医疗器械及许多其他关键产品。

后疫情时代医用塑料的发展趋势

今天，新冠病毒肺炎大流行给我们所有人带来了前所未有的挑战。懂点塑料发展史的朋友也许知道，塑料被发明出来之后曾在第二次世界大战中发挥过重要作用。尽管如此，塑料行业仍然很年轻，而帮助对抗新冠疫情的医用塑料行业将走向更加成熟，其在未来的发展将展现出五大趋势：功能化、精准化、集成化、芯片化、个性化。全球最大的市场研究报告提供商Research and Markets公司预计，到2027年，全球医用塑料市场的规格将达到446.7亿美元，从2020年至2027年的复合年增长率预计为7.7%。此次疫情增强了人们对保持健康和卫生的意识，带动了额温枪、自测试剂盒等产品在人们日常生活的普及，进一步推动医用塑料的消费。

我们很难判定，这场全球疫情还将持续多久，但唯有团结合作才能克服疫情。危机终将结束，今后的世界将会变得更加美好！

来源：荣格-《国际塑料商情》

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