聚丙烯樹脂不同類型的選用對(duì)藥用聚丙烯瓶性能的影響

張思遠(yuǎn)

（上海華立塑料制品有限公司）

基礎(chǔ)知識(shí)

聚丙烯樹脂不同類型的選用對(duì)藥用聚丙烯瓶性能的影響

張思遠(yuǎn)

（上海華立塑料制品有限公司）

比較不同類型聚丙烯樹脂以及所制成的塑料瓶的檢驗(yàn)結(jié)果，選用其中兩種牌號(hào)的聚丙烯樹脂進(jìn)行配方組合，選取合適的配合比例，以期得到聚丙烯瓶的性能指標(biāo)符合藥用聚丙烯瓶的標(biāo)準(zhǔn)要求。通過(guò)5個(gè)牌號(hào)的聚丙烯樹脂的選用，并按不同比例的配方進(jìn)行100mlPP瓶生產(chǎn)，經(jīng)對(duì)100mlPP瓶理化檢測(cè)，篩選出符合要求的配方，并找出聚丙烯樹脂理化指標(biāo)與瓶子理化指標(biāo)的相關(guān)性。聚丙烯樹脂的正己烷溶出物、IZOD耐沖擊強(qiáng)度與聚丙烯塑料瓶的正己烷溶出物、抗跌性正相關(guān)，同類型聚丙烯的熔體流動(dòng)速率（MRF）與“IZOD耐沖擊強(qiáng)度”負(fù)相關(guān)，采用不同類型的聚丙烯樹脂經(jīng)合適的配比可以得到符合YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)的聚丙烯塑料瓶。。

聚丙烯樹脂 聚丙烯塑料瓶 正己烷溶出物 抗跌性 IZOD耐沖擊強(qiáng)度 YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)

由于藥品包裝的特殊性，口服藥用塑料瓶的溶出物（不揮發(fā)物）受到嚴(yán)格控制，口服液體藥用塑料瓶的抗跌性也是一個(gè)必檢項(xiàng)目。

目前常用的生產(chǎn)口服藥用塑料瓶原料有高密度聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯醇（簡(jiǎn)稱PET）聚酯切片。其中高密度聚乙烯樹脂和PET聚酯切片具有良好的韌性，抗沖擊強(qiáng)度較高，但聚丙烯樹脂相對(duì)韌性較差，尤其是低溫抗沖擊強(qiáng)度較弱。

聚丙烯是一種半結(jié)晶性材料,它與聚乙烯同屬于聚烯烴類塑料，它比聚乙烯要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。聚丙烯的流動(dòng)速率（MFR）范圍在1～40 g/10min，低MFR的聚丙烯材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低，相同MFR的聚丙烯材料，共聚物型的抗沖擊強(qiáng)度比均聚物型的要高。

聚丙烯在室溫以上時(shí)抗沖擊強(qiáng)度較高（相對(duì)低溫時(shí)），但因脆化溫度較高，使其低溫沖擊韌性很差（0℃以上附近時(shí)仍非常脆）。為了提高聚丙烯的韌性、低溫抗沖擊性等性能，一般采用共聚的方法，制造共聚聚丙烯。

抗沖擊型聚丙烯共聚物是含有一定橡膠組分的聚丙烯共聚物，密度低于1，熔體流動(dòng)速率范圍為0.5～30g/10min，可用普通聚丙烯的加熱溫度成型。它具有較好的低溫性能和抗沖擊性能，優(yōu)秀的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能和耐化學(xué)藥品性，無(wú)規(guī)聚丙烯共聚物，它的高分子鏈的基本結(jié)構(gòu)，用加入不同種類的單體（例如乙烯）分子加以改性，其抗沖擊性、透明度得以提高，其熔化溫度、剛度、結(jié)晶度降低。

在生產(chǎn)性試驗(yàn)中，采用均聚聚丙烯樹脂（如上海石化生產(chǎn)的T300聚丙烯樹脂）生產(chǎn)的聚丙烯塑料瓶，瓶子的溶出物試驗(yàn)均能符合《口服液體藥用聚丙烯瓶》（YBB00082002-2015）標(biāo)準(zhǔn)，但是抗跌性試驗(yàn)不符合。采用無(wú)規(guī)共聚或抗沖擊共聚聚丙烯樹脂（比如韓國(guó) SK石化生產(chǎn)的R520Y或B310F聚丙烯樹脂）生產(chǎn)的聚丙烯塑料瓶，瓶子的抗跌性試驗(yàn)符合YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)，但溶出物試驗(yàn)中正己烷不揮發(fā)物不符合。

對(duì)此，我們必須找到均聚聚丙烯樹脂、共聚聚丙烯樹脂與其所生產(chǎn)的瓶子之間性能指標(biāo)的相關(guān)性，找到兩者之間的合理配比，才能生產(chǎn)出符合YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)的瓶子。另外，聚丙烯樹脂本身性能指標(biāo)存在一定的波動(dòng)性，必須找到性能指標(biāo)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值具有足夠波動(dòng)范圍的聚丙烯樹脂，才能滿足日常生產(chǎn)需求。

為了找到聚丙烯樹脂的正己烷溶出物和IZOD耐沖擊強(qiáng)度與其所生產(chǎn)瓶子的正己烷溶出物和抗跌性，均聚聚丙烯樹脂與共聚聚丙烯樹脂的正己烷溶出物和IZOD耐沖擊強(qiáng)度的相關(guān)性，我們選取了不同牌號(hào)的均聚和共聚聚丙烯樹脂，檢測(cè)樹脂的正己烷溶出物，并將不同牌號(hào)的樹脂進(jìn)行配比組方來(lái)生產(chǎn)瓶子，對(duì)不同配方的瓶子進(jìn)行正己烷溶出物檢測(cè)。

如（表1）列出了5種牌號(hào)聚丙烯樹脂的相關(guān)理化參數(shù)，其中IZOD耐沖擊強(qiáng)度是從相關(guān)資料中查得，正己烷溶出物按YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)中【溶出物試驗(yàn)】（其中取樣量為32g樹脂）方法檢測(cè)得到。

（表1）中均聚聚丙烯樹脂（T300）正己烷溶出物檢出量最低，但同時(shí)其“IZOD耐沖擊強(qiáng)度”數(shù)值也最低。試驗(yàn)（見表二）采用100%均聚聚丙烯樹脂（T300）生產(chǎn)瓶子（注拉吹工藝），瓶子檢測(cè)正己烷溶出物檢出值為55.9mg（低于75mg，符合YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)），瓶子抗跌性試驗(yàn)結(jié)果瓶子破碎（不符合YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)）。以此證明，均聚聚丙烯樹脂不能單獨(dú)用于“口服液體藥用聚丙烯瓶”。

（表1）中無(wú)規(guī)共聚聚丙烯樹脂正己烷溶出物檢出量比較高，但同時(shí)其“IZOD耐沖擊強(qiáng)度”數(shù)值也較高。試驗(yàn)（見表2）采用100%無(wú)規(guī)共聚聚丙烯樹脂（R520Y）生產(chǎn)瓶子（注拉吹工藝），瓶子檢測(cè)正己烷溶出物檢出值為144mg（高于75mg，不符合YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)），瓶子抗跌性試驗(yàn)結(jié)果瓶子不破碎（符合YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)）。從而證明，無(wú)規(guī)共聚聚丙烯樹脂生產(chǎn)的瓶子具有良好的抗跌性，但也不能單獨(dú)用于“口服液體藥用塑料瓶”。

（表1）中所列抗沖擊共聚聚丙烯正己烷溶出物檢出量高，但其“IZOD耐沖擊強(qiáng)度”數(shù)值最高。由于B310F、B900F的熔體流動(dòng)速率較低，單獨(dú)進(jìn)行注拉吹成型困難，100%B300F和B900F（包括R900Y）聚丙烯樹脂沒(méi)有進(jìn)行試驗(yàn)。

表1 聚丙烯樹脂相關(guān)理化參數(shù)

表2 100mlPP瓶單一牌號(hào)聚丙烯樹脂理化檢測(cè)情況表

表3 100mlPP瓶不同配方試樣情況表

按（表1）所列聚丙烯樹脂理化數(shù)據(jù)，根據(jù)樹脂成型的性能、外觀透明度、IZOD耐沖擊強(qiáng)度和正己烷溶出物指標(biāo)情況，采用不同的配方，進(jìn)行塑料瓶的試驗(yàn)性生產(chǎn)，具體實(shí)施情況見表3。

（表3）中第一組方案兩配方是采用均聚與無(wú)規(guī)共聚按兩種比例進(jìn)行配比混合生產(chǎn)瓶子，結(jié)果都無(wú)法滿足YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)，從（表1）數(shù)據(jù)可以看出無(wú)規(guī)共聚樹脂R520（MFR1.8）熔體流動(dòng)速率較高，IZOD耐沖擊強(qiáng)度相對(duì)同類R900Y（MFR0.4）樹脂低，其所生產(chǎn)的瓶子抗跌試驗(yàn)同樣較低。

（表3）中第二組方案兩配方是采用均聚與抗沖擊共聚樹脂按兩種比例進(jìn)行配比混合生產(chǎn)瓶子，結(jié)果其中（25%B310F+75%T300）符合YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)，從（表1）數(shù)據(jù)可以看出B310F抗沖擊共聚樹脂熔體流動(dòng)速率（MFR）、正己烷溶出物均較高，造成兩配方瓶子正己烷溶出物偏高。

（表3）中第三組方案兩配方是采用均聚與抗沖擊共聚樹脂按兩種比例進(jìn)行配比混合生產(chǎn)瓶子，結(jié)果其中（15%B900F+85%T300）能夠滿足YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)。

（表3）中第四組方案兩配方是采用均聚與無(wú)規(guī)共聚按兩種比例進(jìn)行配比混合生產(chǎn)瓶子，結(jié)果其中（15%R900Y+85%T300）能夠滿足YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)。

從（表3）四組生產(chǎn)性試驗(yàn)各個(gè)配方的瓶子檢查結(jié)果可以看出，第二、三、四組試驗(yàn)方案中各有一組配方符合YBB00082002-2015要求，但考慮到聚丙烯樹脂生產(chǎn)過(guò)程理化指標(biāo)的波動(dòng)性，采用第三、四組方案中一種配方用于“口服液體藥用聚丙烯瓶”生產(chǎn)是合適的。當(dāng)然，兩種聚丙烯瓶外觀透明度也有明顯差異，可以根據(jù)要求進(jìn)行選用。

結(jié)果：

1、（表1）數(shù)據(jù)分析，聚丙烯樹脂的溶出物與其“IZOD耐沖擊強(qiáng)度”正相關(guān)；

2、（表1）數(shù)據(jù)分析，同類型聚丙烯熔體流動(dòng)速率（MRF）與“IZOD耐沖擊強(qiáng)度”負(fù)相關(guān)；

3、（表1）、（表2）數(shù)據(jù)分析，聚丙烯樹脂的溶出物與其所生產(chǎn)的瓶子正相關(guān)；聚丙烯樹脂的IZOD耐沖擊強(qiáng)度與其所生產(chǎn)的瓶子的抗跌試驗(yàn)（抗跌性）正相關(guān)；

4、（表3）數(shù)據(jù)分析，采用不同類型的聚丙烯樹脂經(jīng)合適的配比可以得到符合YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)的聚丙烯塑料瓶。

結(jié)論：

1、聚丙烯樹脂的正己烷溶出物、IZOD耐沖擊強(qiáng)度與聚丙烯塑料瓶的正己烷溶出物、抗跌性正相關(guān)；同類型聚丙烯的熔體流動(dòng)速率（MRF）與“IZOD耐沖擊強(qiáng)度”負(fù)相關(guān)。

2、采用不同類型的聚丙烯樹脂經(jīng)合適的配比可以得到符合YBB00082002-2015標(biāo)準(zhǔn)的聚丙烯塑料瓶。

[1]塑料制品加工實(shí)用新技術(shù)/陳海濤、催春芳、童忠良（化學(xué)工業(yè)出版社）

[2]塑料制品加工技術(shù)/龍文保、武永光（解放軍出版社出版）

[3]塑料容器/溫耀賢主編、溫耀賢，李享倉(cāng)，溫勇合編（中國(guó)輕工業(yè)出版社）

[4]國(guó)家藥包材標(biāo)準(zhǔn)/國(guó)家藥典委員會(huì)審定 中國(guó)食品藥品檢定研究院組織編寫（中國(guó)醫(yī)藥科技出版社）

Polypropylene resin of different types of selection effect on the properties of Medicinal polypropylene bottles

Zhang Siyuan
（Shanghai Huali Plastic Products co.,LTD）

Compared the test result of different polypropylene resin and plastic bottles made of them,then choose two types of them to compound according to a proper proportion,for the standard of medicine polypropylene bottles.Choose the required proportion from these 100mlpp bottles,which are produced by 5 types of polypropylene resin according to different proportion after the 100 MLPP bottles of physical and chemical testing,then find out the relate of physical and chemical inspection index of polypropylene resin and bottles made by polypropylene.N-hexane dissolution、the IZOD impact strength of polypropylene resin and n-hexane dissolution and resilient of polypropylene plastic bottles,which are positively correlated,The same type of polypropylene melt flow rate (MRF)is negatively related to the"the IZOD impact resistance strength",polypropylene bottles can be produced by compound of different types of polypropylene resin in proper proportion,which are up to YBB00082002-2015 standard.

polypropylene resin polypropylene bottles n-hexane soluble matter resilient IZOD impact strength YBB00082002-2015 standard