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组合盖用异戊二烯垫片的质量控制
2014/11/04 09:29:48 传统输液容器为玻璃瓶，玻璃输液瓶在近百年发展历程中经历了几次变革，至今仍有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和非Ⅰ 型、非Ⅱ型等玻璃瓶型。无论是何种玻璃瓶都存在稳定性差、口部密封性差、易产生脱落、胶塞与药液直接接触、易碎不利于运输、碰撞引起隐形裂伤易引起药液污染、烧制玻璃瓶时对环境造成污染以及能源消耗量大等缺点。针对玻璃瓶输液容器存在的缺陷，60年代，工业发达国家开始研究使用高分子材料制造输液容器。1965 年日本开始开发聚乙烯输液容器， 1972年日本大冢公司开始生产聚丙烯塑料输液容器，其性能特点主要为稳定性好、口部密封性好、无脱落物、质轻、抗冲击力强、输液产品在生产过程中受污染的机率减少、节约能源、一次性使用既卫生又方便等。自从天津大冢公司20世纪80年代引进第一条塑瓶生产线开始，我国输液塑料包装开始了正规的工业化生产。目前，大输液包装改进的方向有两个：复合软包装袋和塑料瓶。据相关报道「1」，到2011年大输液制剂销售数量约114.87亿瓶（袋），其中塑瓶市场占有率45.11%；玻瓶市场占有率24.6%；软袋市场占有率30.29%。由于塑瓶及软袋的大量应用，与之相匹配的药包材组合盖（内盖、外盖、聚异戊二烯橡胶垫片）的质量要求也越来越高，但由于药品包装在我国起步较晚，新材料、新工艺的研究和应用，远远跟不上一些欧美国家，因此在聚异戊二烯橡胶垫片质量方面还多多少少有一些问题，对于易出现的问题经过相关研究检测，与相关人士进行一下探讨。
一、颜色问题。
聚异戊二烯橡胶垫片是组合盖的一部分，在组合盖贮存过程中，外盖有时会变黄或变绿，相关报道「2」与硫及树脂有关。
1．实验
1.1主要试验材料
聚异戊二烯橡胶5PM，俄罗斯；陶土，内蒙蒙西；树脂SP1045/1055，美国十拿公司；强力锌，黄冈博士豹化工有限公司；硫黄，上海敦煌化工有限公司；过氧化物A，法国阿珂玛公司；其它材料为橡胶工业常用配合剂。
1.2主要试验设备
XK-160，大连通用橡胶机械有限公司；XN-75×30/XK-660，大连通用橡胶机械有限公司；GT-M2000硫变仪，台湾优肯公司；T500t电热真空硫化机，台湾东毓；电子分析天枰，上海仪器厂。
1.3基础配方
1.3性能测试
试验室胶料用XK-160开炼制、生产胶料用XN-75/XK660二段炼制，50t电热平板硫化机制取标准度样。正硫化点采用GT-M2000硫变仪160℃x6min条件下确定，T500t电热真空平板硫化机进行产品生产。制得Φ20垫片数只。
2．结果与讨论
2.1硫化体系的影响
从基础配方可以分为三个体系，分别为A硫黄促进剂体系；B树脂体系；C过氧化物体系，将不同体系的垫片制成组合盖放入烘箱中，80℃保持7天、15天、30天。结果见表2
从上表可以看出，B样品已发生颜色变化，A、C未出现变化。
2.2胶种的影响
2.2.1基础配方
2.2.2性能检测
对于A1配方来讲，将聚异戊二烯橡胶30份用天然胶取代，其它不变，产品发黄。
2.3同体中硫化剂及促进剂量的影响
2.3.1基础配方
2.3.2性能检测
在配方A（硫黄促进剂体系）的基础上，变化硫黄及促进剂的量，如A、A2、A3，当硫黄用量超过2.5份时，产品有发生黄变的驱势；促进剂的量对黄变的影响比较大，在A3配方中，当用量超过1.2份时产品黄变已非常明显。
2.4结论
2.4.1树脂体系生产的垫片组成的组合盖的外盖会变绿，这主要是树脂与外盖的相关物质发生反应造成的，内盖因是纯聚丙烯材料不变色。因此在更改外盖料时要慎重。过氧化物体系不会发生颜色变化，硫黄促进剂体系在配方合适胶种唯一（IR）也可以做到不黄变。
2.4.2天然胶对黄变的影响比较大，只要并用一部分产品就会发生黄变。
2.4.3要严格控制硫化体系中硫黄及促进剂的量，多做验证，找到配方中合适的硫化剂及促进剂用量，可以避免黄变。
二、化学项目（紫外吸光度、浊度、PH差值）
此项目主要在硫黄促进剂体系中不稳定，在树脂体系及过氧化物体系中比较稳定，完全符合YBB标准的要求。在硫黄促进剂体系中由于促进剂在合成过程中往往是在碱性条件下进行，有一些碱性残留，而促进剂也是碱性的居多，从而在发生交联反应后胶料酸碱性变化较大，PH变化值会超标，如果选用滑石粉做为填充剂，会改善PH值；对于紫外吸光度、浊度问题，厂家往往会采用碱抽提酸中和的方法进行处理，但处理后的产品PH值更难控制。因此在硫黄促进剂体系中尽量优化配方，合理选用材料，完全可以开发出不用抽提即可满足相关化学指标的配方。有些厂家已经开发出相对应的配方。
三、物理项目（穿刺力、穿刺落屑、穿刺器保持性）
从上表可以看出，国内现正实行的《YBB00232004》对垫片物理性能要求同ISO有所不同，最主要的是在ISO标准中规定了穿刺器的动态保持，它可以更直观地反映出在组合盖在使用时是否会出现穿刺针脱落的现象。据目前国内医院的信息反馈，对于软袋及塑瓶在使用过程中主要存在以下几个问题问题：穿刺落屑、漏液、穿刺时比较费力。穿刺落屑这主要与国内使用的穿刺器（有的使用注射针头）的结构、质量和橡胶配方及内盖的质量有很大关系，在其它因素固定的情况下，选用不同厂家生产的内盖，结果相差较大；漏液存在两种情况：一类是加药孔漏液，另一类是输液处漏液，这需要在设计配方时，在保证产品的化学指标时，使产品具有相当的充回弹性，从而可以避免漏液；穿刺时比较费力主要同垫片及内盖有很大联系，当只做垫片的穿刺力时一般只有10－20 N左右，但加入内盖检测后结果将增加很多，基本上可以达到30－50N，因此垫片与内盖配合比较重要。
四、总结
1.在胶种选择上，在硫黄促进剂体系中仅可使用聚异戊二烯橡胶；
2.在除硫黄促进剂体系外的体系，可以考虑不同胶种之间的并用；
3.为了解决PH变化值问题，尽量不使用碳酸钙；
4.可以考虑不用抽提来生产聚异戊二烯橡胶垫片；
5.对于针刺落屑问题，做好与使用单位的沟通；
6.组合盖生产厂家在选用垫片时做好垫片与内、外盖的配伍问题，验证要充分；
7.垫片生产厂家在设计配方时，要充分考虑用户的关注点，不要生搬硬套标准。
一、颜色问题。
聚异戊二烯橡胶垫片是组合盖的一部分，在组合盖贮存过程中，外盖有时会变黄或变绿，相关报道「2」与硫及树脂有关。
1．实验
1.1主要试验材料
聚异戊二烯橡胶5PM，俄罗斯；陶土，内蒙蒙西；树脂SP1045/1055，美国十拿公司；强力锌，黄冈博士豹化工有限公司；硫黄，上海敦煌化工有限公司；过氧化物A，法国阿珂玛公司；其它材料为橡胶工业常用配合剂。
1.2主要试验设备
XK-160，大连通用橡胶机械有限公司；XN-75×30/XK-660，大连通用橡胶机械有限公司；GT-M2000硫变仪，台湾优肯公司；T500t电热真空硫化机，台湾东毓；电子分析天枰，上海仪器厂。
1.3基础配方
表1 基础配方
| 材料名称 | A | B | C |
| IR | 100 | 100 | 100 |
| 陶土 | 20 | 20 | 20 |
| 硫黄 | 2 | － | － |
| 促进剂C | 0.8 | ― | － |
| 树脂1045 | － | 2.5 | － |
| 强力锌 | － | 2.5 | － |
| 过氧化物A | － | － | 1.5 |
| 钛白钛 5 ；炭黑 0.05 ；凡士林 1； | |||
试验室胶料用XK-160开炼制、生产胶料用XN-75/XK660二段炼制，50t电热平板硫化机制取标准度样。正硫化点采用GT-M2000硫变仪160℃x6min条件下确定，T500t电热真空平板硫化机进行产品生产。制得Φ20垫片数只。
2．结果与讨论
2.1硫化体系的影响
从基础配方可以分为三个体系，分别为A硫黄促进剂体系；B树脂体系；C过氧化物体系，将不同体系的垫片制成组合盖放入烘箱中，80℃保持7天、15天、30天。结果见表2
表2 硫化体系的影响
| 天数 | A | B | C |
| 7 | 不变色 | 不变色 | 不变色 |
| 15 | 不变色 | 不变色 | 不变色 |
| 30 | 不变色 | 变绿 | 不变色 |
2.2胶种的影响
2.2.1基础配方
表3 基础配方
| 天数 | A | A1 |
| 7 | 不变色 | 不变色 |
| 15 | 不变色 | 轻微发黄 |
| 30 | 不变色 | 变黄 |
表4 检测结果
| 材料名称 | A | A2 | A3 |
| 硫黄 | 2 | 2.5 | 1.5 |
| 促进剂C | 0.8 | 0.8 | 1.2 |
| 钛白钛 5 ；炭黑 0.05 ；凡士林 1；IR 100；陶土 20 | |||
2.3同体中硫化剂及促进剂量的影响
2.3.1基础配方
表5 基础配方
| 材料名称 | A | A2 | A3 |
| IR | 100 | 100 | 100 |
| 硫磺 | 2 | 2.5 | 1.5 |
| 促进剂C | 0.8 | 0.8 | 1.2 |
| 陶土 | 20 | 20 | 20 |
表6 检测结果
| 天数 | A | A2 | A3 |
| 7 | 不变色 | 不变色 | 不变色 |
| 15 | 不变色 | 轻微变黄 | 变黄 |
| 30 | 不变色 | 变黄 | 变黄 |
2.4结论
2.4.1树脂体系生产的垫片组成的组合盖的外盖会变绿，这主要是树脂与外盖的相关物质发生反应造成的，内盖因是纯聚丙烯材料不变色。因此在更改外盖料时要慎重。过氧化物体系不会发生颜色变化，硫黄促进剂体系在配方合适胶种唯一（IR）也可以做到不黄变。
2.4.2天然胶对黄变的影响比较大，只要并用一部分产品就会发生黄变。
2.4.3要严格控制硫化体系中硫黄及促进剂的量，多做验证，找到配方中合适的硫化剂及促进剂用量，可以避免黄变。
二、化学项目（紫外吸光度、浊度、PH差值）
此项目主要在硫黄促进剂体系中不稳定，在树脂体系及过氧化物体系中比较稳定，完全符合YBB标准的要求。在硫黄促进剂体系中由于促进剂在合成过程中往往是在碱性条件下进行，有一些碱性残留，而促进剂也是碱性的居多，从而在发生交联反应后胶料酸碱性变化较大，PH变化值会超标，如果选用滑石粉做为填充剂，会改善PH值；对于紫外吸光度、浊度问题，厂家往往会采用碱抽提酸中和的方法进行处理，但处理后的产品PH值更难控制。因此在硫黄促进剂体系中尽量优化配方，合理选用材料，完全可以开发出不用抽提即可满足相关化学指标的配方。有些厂家已经开发出相对应的配方。
三、物理项目（穿刺力、穿刺落屑、穿刺器保持性）
表7 ISO与YBB对垫片物理特性的要求
| 项目 | ISO | YBB |
| 硬 度 | 规定值±5 | 规定值±5 |
| 穿刺落屑 | ＜7粒（10次穿刺） | ＜20粒（30次穿刺） |
| 穿刺力 | 最大不超过80N，平均值＜75N | 最大不超过80N，平均值＜75N |
| 密封性与穿刺器保持性 | 穿刺器在1kg重物作用下，能保持4h不被拔出且垫片穿刺部位应无水泄漏 | 穿刺器在0.30kg重物作用下，能保持4h不被拔出且护垫片刺部位应无水泄漏 |
| 老化试验 | 规定依据双方协商而定 | 无要求 |
| 穿刺器的动态保持 | 将穿刺器用手穿刺垫片后，立即用拉力机以200mm/min的速度取下穿刺器，平均的力不应低于15 N | 无要求 |
四、总结
1.在胶种选择上，在硫黄促进剂体系中仅可使用聚异戊二烯橡胶；
2.在除硫黄促进剂体系外的体系，可以考虑不同胶种之间的并用；
3.为了解决PH变化值问题，尽量不使用碳酸钙；
4.可以考虑不用抽提来生产聚异戊二烯橡胶垫片；
5.对于针刺落屑问题，做好与使用单位的沟通；
6.组合盖生产厂家在选用垫片时做好垫片与内、外盖的配伍问题，验证要充分；
7.垫片生产厂家在设计配方时，要充分考虑用户的关注点，不要生搬硬套标准。
