TCAMDI 134.4-2024 醫(yī)療器械用高分子材料和包裝材料 老化試驗(yàn)指南 第4部分：加速老化溫度選擇方法

ICS11.080.040CCSC31團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CAMDI 134.4—2024醫(yī)療器械用高分子材料和包裝材料老化試驗(yàn)指南4Agingtestguidanceonpolymermaterialsandpackagingmaterialsformedicaldevices—Part4:Methodsforselectingacceleratedagingtemperatures2024-12-31發(fā)布 2025-1-3實(shí)施中國醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會發(fā)布T/CAMDI 目 次前言 Ⅱ引言 Ⅲ1范圍 12規(guī)性用件 13術(shù)和義 14加老原理 25樣制備 36狀調(diào)節(jié) 47加老試溫確方法 4附錄A（料）分聚合熱測標(biāo)清單 7附錄B（料）分聚合熱化度 8附錄C（料）分聚合的別 11附錄D（料）見高分聚物熱度覽表 12附錄E（料）算合物?；兌壤?14參考文獻(xiàn) 15IT/CAMDI 134.4—2024前 言本文照GB/T《標(biāo)化作則 第1部分標(biāo)化件結(jié)和起規(guī)規(guī)定起草。本文件為T/CAMDI4T/CAMDI134——第4部分：加速老化溫度選擇方法。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會醫(yī)用高分子制品專業(yè)分會提出。本文件由中國醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會醫(yī)用高分子制品專業(yè)分會標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。（（）IIT/CAMDI 引 言T/CAMDI134Q10的——1——2——第3部分：加速老化試驗(yàn)方法適用性及Q10選擇；——4——5（組成；（）；（Tm、Tg、HTD）TA）（TAA）IIIT/CAMDI 醫(yī)療器械用高分子材料和包裝材料老化試驗(yàn)指南第4部分：加速老化溫度選擇方法范圍本文件給出了醫(yī)療器械用高分子材料和包裝材料加速老化時(shí)的溫度選擇指南。本文件適用于醫(yī)療器械用高分子材料和包裝材料。注：由高分子材料構(gòu)成的醫(yī)療器械可參考本文件。下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文（GB/T1633 （VST）GB/T1634.2 料 負(fù)變形度測定 第2分：料硬膠GB/T1634.3 料 負(fù)變形度測定 第3分：強(qiáng)熱性壓料GB/T2918 塑料 狀態(tài)節(jié)試的準(zhǔn)境GB/T9352 塑料 性塑材試的塑GB/T17037.1 塑塑性料料塑樣制備 第1部般理及用試和試樣制備GB/T19466.2 塑料 示掃量法（DSC）第2部：璃轉(zhuǎn)溫的測定GB/T36800.2—2018 料 機(jī)分（TMA）第2分線性膨系數(shù)?；儨囟鹊亩℅B/T37426 料 試樣ISO2818 （PlasticsPreparationoftestspecimensbymachining）ISO10724–11樣的制備（Plastics－Injectionmouldingoftestspecimensofthermosettingpowdermouldingcompounds（PMCs）－Part1：Generalprinciplesandmouldingofmultipurposetestspecimens）GB/T36800.2—2018和GB/T19466.2界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1玻璃轉(zhuǎn)變 glasstransition無定形聚合物或部分結(jié)晶聚合物中的無定形區(qū)，從粘流態(tài)或橡膠態(tài)轉(zhuǎn)向硬而脆的狀態(tài)，或從硬而脆的狀態(tài)轉(zhuǎn)向黏性態(tài)或橡膠態(tài)的可逆變化。3.2玻璃轉(zhuǎn)溫（Tg） glasstransitiontemperature1T/CAMDI 134.4—2024注：根據(jù)材料的特性及選擇的試驗(yàn)方法和測試條件的不同，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）可能和材料已知的Tg值不同。3.3熱變溫度 heatdeflectiontemperature；HDT熱變形溫度是表達(dá)被測物的受熱與變形之間關(guān)系的參數(shù)。對高分子材料或聚合物施加一定的負(fù)荷，以一定的速度升溫，當(dāng)達(dá)到規(guī)定形變時(shí)所對應(yīng)的溫度。3.4馬丁熱度 Martin'sTemperature馬丁耐熱溫度是指材料在一定條件下能夠長時(shí)間保持其力學(xué)性能和化學(xué)性能的最高溫度。通常情況下，馬丁耐熱溫度是指材料在空氣中長時(shí)間使用時(shí)的最高溫度。3.5維卡化度 softeningtemperature；VST維卡軟化溫度是測定熱塑性塑料于特定液體傳熱介質(zhì)中，在一定的負(fù)荷、一定的勻速升溫條件下，試樣被1mm2針頭壓入1mm深度時(shí)的溫度。注：本方法僅適用于大多數(shù)熱塑性塑料。目前大部分醫(yī)療器械用高分子材料和包裝材料的加速老化是根據(jù)阿列紐斯化學(xué)速率函數(shù)建立加速老化公式?！?）式中：AAF——加速老化因子；TAA——加速老化溫度，單位為攝氏度（°C）；TRT——預(yù)設(shè)的實(shí)際儲存溫度，單位為攝氏度（°C）；Q10——阿列紐斯化學(xué)速度方程系數(shù)。AAT=RT/AAF （2）式中：AAT——加速老化時(shí)間；RT——期望或要求的實(shí)際時(shí)間；AAF——加速老化因子。要想獲得AAT必須明確以下參數(shù)，且應(yīng)在實(shí)施加速老化前予以明確?，F(xiàn)在普遍認(rèn)識如下：Q1021.8；TAA602T/CAMDI 60TRT2517.2）A。5.1GB/TISOGB/TISO或（）3mm～13mm4mm～6mm范圍。試樣還可按GB/T37426（A1）5.2 1未添加指制品加工中未添加其他添加劑，例如：增塑劑、增強(qiáng)劑等其他助劑。2未共混指制品加工中未添加其他高分子材料進(jìn)行共混改性（物理共混）或共聚，這里不包含原材料本身是經(jīng)化學(xué)接枝改性的聚合物（化學(xué)改性），經(jīng)化學(xué)改性的高分子聚合物在這里視為另一種不同類別的高分子聚合物而單獨(dú)考慮。3T/CAMDI 134.4—2024GB/T2918100（（PBT）（ABS）（PMMA）。（PP）（PVF）（PVDC）（PSU）（PPS）（PEEK）（POB）、可熔聚酰亞胺（PI）、氨基塑料（AF），環(huán)氧樹脂（EP），酚醛塑料（PF），聚四氟乙烯（PTFE）等。300（）（LCP）。.37.1.460注：60℃是針對絕大多數(shù)高分子材料的一個(gè)保守選擇，在很多情況下可以通過對高分子材料和包裝材料的研究適當(dāng)?shù)靥岣呃匣瘻囟?。一些在高?0℃下進(jìn)行加速老化的案例可參見本文件有關(guān)參考文獻(xiàn)?！?.7加速老化試驗(yàn)溫度的影響。7.1.2、7.1.3、7.1.4例7.2～7.7（7.2～7.7TgTT=T–1（℃TAA=Tg-10（℃）BC。Tg7.3TAA=Tg–13（℃）TAA=Tg–10（℃）。4T/CAMDI 由含部分結(jié)晶或結(jié)晶的單一組分的高分子聚合物構(gòu)成的高分子和包裝材料可以通過查尋物化D7.5和.THT–（）TAA=VST–13（℃）TAA=HDT–10（℃）TAA=VST–10（℃）。TgTg7.4（HDT）（VST）7.57.6。由含部分結(jié)晶或結(jié)晶的有添加或有共混的高分子聚合物構(gòu)成的高分子和包裝材料測試方法見7.5和7.6。。Tg（3）………………（3）式中：Tg——共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（開爾文溫度K）；Tgn——共混物中其中一種高分子聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（開爾文溫度K）；Wn——共混物中其中一種高分子聚合物所占的重量百分比。注：共混物各個(gè)組分比例不確定的不可按上述公式計(jì)算，具體方法見7.2.4。E。測量玻璃化轉(zhuǎn)變溫度常用的方法有以下五種：（DSC），見GB/T19466.1GB/T19466.2；（DMA）GB/T33061.11；（TMA），GB/T36800.2GB11998；注：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測試過程中如出現(xiàn)多個(gè)溫度值，以最低值為準(zhǔn)。ASTMD648、ISO75–2GB/T1634.2GB/T1634.3。5T/CAMDI 134.4—2024GB/T1634.21.80MPa彎曲應(yīng)力的A0.45MPa彎曲應(yīng)力的B8.00MPa彎曲應(yīng)力的CGB/T1634.21.80MPaAD648GB/T1634.20.45N/mm2的表面GB/T1634.38.0MPa下彎曲應(yīng)力的CASTMD648GB/T1634.3B.2.1TgGB/T1634.2（）＜GB/T1634.2（）＜ASTMD648（側(cè)立ASTMD6481.82MPa0.45MPaASTMD1525、GB/T1633ISO306。GB/T1633（VST）A5010N50/h；B5050N50/h；A12010N120/h；B12050N120/h。GB/T1633GB/T1633B50B50HG/T3847（如尼龍）、橡膠等高分子材料耐熱溫度測試的方法。6T/CAMDI 附錄A（資料性）高分子聚合物熱學(xué)測試標(biāo)準(zhǔn)清單表A.1給出了常用的一些高分子聚合物熱學(xué)測試標(biāo)準(zhǔn)。A.1序號測試項(xiàng)目ASTM標(biāo)準(zhǔn)ISO標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)1Melt–MassFlowRate（MFR）質(zhì)量流動速率ASTMD1238ISO1133–1GB/T3682.12MeltVolume–FlowRate（MVR）體積流動速率ASTMD1238ISO1133–1GB/T3682.13DeflectionTemperatureofPlastics熱變形溫度ASTMD648ISO75–2GB/T1634.14VicatSofteningTemperatureofPlastics維卡軟化溫度ASTMD1525ISO306GB/T1633—20005SolidElectricalInsulatingMaterials熱失重溫度ASTMD3850//6Rubber-CompositionalAnalysisbyThermogravimetry(TGA)橡膠熱重分析ASTMD6370//7Glasstransitiontemperature玻璃化轉(zhuǎn)變溫度/ISO11357–1GB/T19466.28Meltingpoint熔點(diǎn)/ISO11357–1GB/T19466.39CrystallizationTemperature結(jié)晶溫度/ISO11357–1GB/T19466.310DSC法HeatofCrystallization結(jié)晶熱/ISO11357–3GB/T19466.311DSC法HeatofFusion熔融熱/ISO11357–3GB/T19466.312CoefficientofThermalExpansion熱膨脹系數(shù)ASTMD696//13ThermalConductionCoefficient熱傳導(dǎo)系數(shù)ASTMC518ASTMC177ISO8301–91/14ThermalStablepropertyofPVCPVC類聚合物熱穩(wěn)定性試驗(yàn)/ISO305GB2917.115ThermalStablepropertyofPE，PPPE，PP熱穩(wěn)定性試驗(yàn)/ISO4577/16ThermalStablepropertyofUnsaturatedPolyester不飽和聚酯熱穩(wěn)定性試驗(yàn)//GB71937T/CAMDI 134.4—2024附錄B（資料性）高分子聚合物熱轉(zhuǎn)化溫度（B.1注：Tm為熔融溫度。圖B.1 分聚物壓比容溫變圖（）線型非晶態(tài)高分子聚合物由于溫度改變（在一定應(yīng)力下），B.2B.3T（Tg圖B.2 型晶聚物的變溫曲線8圖B.3 形晶聚物的量溫曲

T/CAMDI 134.4—2024即）Tg比較。圖B.4 同分材溫度變線8675D。（HDT）50/h120/h9T/CAMDI 134.4—2024）（）樹脂1010T/CAMDI 附錄C（資料性）高分子聚合物的識別80%分子聚合物包括但不限于PEPPPOMPBTPETPVDFPTFE、LCPPPSPEEK。常見的非結(jié)晶高分子聚合物包括但不限于ABSPSPMMA、PSU（PPSU）PBIPVCPET和PBT加工過的高透明PETPET和PBT聚物。PIPBI結(jié)晶度在80%以下的高分子聚合物稱為含部分結(jié)晶的非結(jié)晶性高分子聚合物。11T/CAMDI 134.4—2024附錄D（資料性）常見的高分子聚合物耐熱溫度一覽表表D.1給出了常見高分子聚合物熱變形溫度、維卡軟化溫度和馬丁耐熱溫度（采用國標(biāo)和ISO標(biāo)準(zhǔn)）。表D.1 見分聚物熱形度維軟溫度馬耐溫（用國和ISO準(zhǔn)）序號常見的高分子聚合物熱變形溫度/℃維卡軟化溫度/℃馬丁耐熱溫度/℃1ABS86160752EVA—64—3HDPE80120—4LCP315315—5LDPE50956PA101055159447PA658180488PA6660217509PBT661774910PET70—8012PI360300—13PMMA100120—14POM981415515PP102110—16PPO172—11017PPS240—10218PS85105—19PSTFE260110—表D.2給出了高分子聚合物采用ASTMD648測試時(shí)熱變形溫度對比。表D.2高分子聚合物采用ASTMD648測試時(shí)熱變形溫度對比1ABS95842ACRYLIC99913CA81714CAB85745CAP88786CLEARABS89837FlameRetardantPP110708HighHeatResistancePP1357012T/CAMDI 表D.2高分子聚合物采用ASTMD648測試時(shí)熱變形溫度對比（續(xù)）序號名稱熱變形溫度（低壓）/℃熱變形溫度（高壓）/℃9Homo–polymerPP1056510K–RESIN857711LCP+30%GF26526512m–PPO928013PA61806514PA662207515PA66+13%GF24023016PA66+33%GF25024517PBT+20%GF21719318PBT+30%GF22019519PC13813120PC/ABS1049521PCT+30%GF27524722PCTA736523PCTA+15%GF25920224PCTG746525PES20819526PET676227PET+30%GF23921728PETG706429PolysterElastomer904930POM（Co–）16011031POM（Homo–）17012432PP+30%GF16515533PPS26026034PSU17916735PVC706736SAN928013T/CAMDI 134.4—2024附錄E（資料性）計(jì)算混合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度示例表E.1給出了計(jì)算混合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度示例。表E.1 算合的璃化變度例名稱縮寫Tg（K）含量W（%）W/Tg（K）含量W（%）W/Tg（K）丙烯酸AA3792.500.0000662.500.000066丙烯酸正丁酯n–BA21946.500.00212337.700.001721甲基丙烯酸甲酯MAA37810.000.00026512.000.000317苯乙烯ST37341.000.00109947.800.001282合計(jì)//1000.0035531000.003386Tg（K）///281.45/295.30Tg（℃）///8.3/22.2注：Tg（0℃）=Tg（273.15K）14T/CAMDI 參考文獻(xiàn)GB/T1634.1 塑料 荷變溫的定 第1部分通試方法GB/T2917.1以氯乙均聚和共聚物為主的共物及制品在高溫時(shí)放出化氫和任何其他酸性產(chǎn)的定 剛紅法GB/T3682.1塑料 塑性料體量動和體積動速的測定 第1部：準(zhǔn)法[4]GB/T7141塑料熱老化試驗(yàn)方法[5]GB/T7142塑料長期熱暴露后時(shí)間–溫度極限的測定[6]GB/T7193不飽和聚酯樹脂試驗(yàn)方法[7]GB/T11998塑料玻璃化溫度測定方法熱機(jī)械分析法[8]GB/T19466.1塑料 差示描熱（DSC）第1分通則[9]GB/T19466.3塑料 差示描熱（DSC）第3分熔和晶度及焓測定[10]GB/T9633.1最滅醫(yī)療械裝 第1部：材、菌障統(tǒng)包裝統(tǒng)要求GB/T33061.11 料 動態(tài)學(xué)能測定 第11分玻化變度GB/T40396聚物復(fù)合料璃轉(zhuǎn)溫試驗(yàn)法 動力分法（DMA）HG/T3847 硬橡膠 馬耐溫的定（2022）ISO75–2Plastics–DeterminationOfTemperatureOfDeflectionUnderLoad–Part2:PlasticsAndEboniteISO306Plastics—Thermoplasticmaterials—Determinationofsofteningtemperature（VST）ISO2818Plastics.PreparationoftestspecimensbymachiningISO1133–1Plastics–Determinationofthemeltmass–flowrate（MFR）andmeltvolume–flowrate（MVR）ofthermoplasticsPart1:StandardmethodISO8301Thermalinsulation—Determinationofsteady–statethermalresistanceandrelatedproperties—HeatflowmeterapparatusISO11357–1Plastics–Differentialscanningcalorimetry（DSC）–Part1:Generalprinciples）ISO11357–3Plastics.Differentialscanningcalorimetry（DSC）.Part3:DeterminationoftemperatureandenthalpyofmeltingandcrystallizationASTMC177StandardMethodforSteady–StateHeatFluxMeasurementsandThermalTransmissionPropertiesbyMeansoftheGuarded–Hot–PlateApparatusASTMC518StandardMethodforSteady–StateThermalTransmissionPropertiesbyMeansoftheHeatFlowMeterApparatusASTMD648StandardMethodforMeltFlowRatesofThermoplasticsbyExtrusionPlastometerASTMD696StandardMethodForCoefficientOfLinearThermalExpansionOfPlasticsBetweenAndAVitreousSilicaDilatometerASTMD1238StandardMethodforMeltFlowRatesofThermoplasticsbyExtrusionPlastometerASTMD1525StandardMethodforSofteningTemper