丙烯酸树脂及其应用
共聚物,二是甲基丙烯酸甲酯共聚物。
丙烯酸树脂及其应用
甲基丙烯酸共聚物
甲基丙烯酸酯共聚物
丙烯酸树脂及其应用
由于构成单体不同,单体的比例、聚合度不同,可 以分成不同型号。 国外已有药用薄膜的系列产品,主要由德国罗姆药 厂(Rohmpharma)生产,产品总称为Eudragit,商品 名尤特奇。 上海医药工业研究院开发出了一系列国产品种,定
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基本性质
不同型号的丙烯酸树脂可能为粉末、水分 散体或有机溶剂溶液。国产丙烯酸、Ⅱ、 Ⅲ号树脂为白色条状物或粉末,Ⅳ号树脂 为具有特殊臭味的淡黄色粒状或片状固体。
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水分散体是以水为分散介质的分散体系。以丙烯酸树
脂为分散相的水分散体系称为丙烯酸树脂水分散体。
主要特性: ① 分散相颗粒的粒径介于1 0~1 000nm。外观呈乳状。 ② 固体含量高,丙烯酸树脂水分散体包衣液固体含量可 高达10%一1 5%。
后处理
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溶液聚合
溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当溶
剂中,在溶液状态下进行的聚合反应。
体系组成:单体+引发剂+溶剂
肠溶型Ⅱ、Ⅲ号树脂和胃溶型Ⅳ号树脂用溶 液聚合法制备。
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溶剂的选择
能溶解所使用的单体、树脂,与水能以任何比
例混溶,无毒或者低毒、无刺激味、不燃、不
肠溶型丙烯酸树脂:由于结构中α-位甲基使分 子链端运动受阻,呈现较强刚性,使得Tg较高, 在160℃以上成膜,但成膜的脆性较大。
Eudragit L/S100
一般通过加入增塑剂(柠檬酸三乙酯(TEC)、聚 乙二醇6000、癸二酸二丁酯)调节Tg,制备薄膜衣。
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胃溶(崩)型丙烯酸树脂:Tg低(-8 ℃ ), 呈螺旋状结构 ,柔性强,容易成膜。 渗透型丙烯酸树脂: Tg介于两者之间,约 在55℃左右。
肠溶型丙烯酸树脂) 酸性基团为:COOH如:
L型中酸和酯的比例为 1:1,S型中则约为1:2
Eudragit L/S100
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如果片芯是强酸弱碱盐,药物遇水会溶解,释 放出 H+ 离子,渗入包衣,增强包衣的抗酸能 力,延缓肠液对包衣的溶解; 如果片芯是强碱弱酸盐,药物遇水会溶解,释 放出 OH- 离子,渗入包衣,削弱包衣的抗酸能 力,加速肠液对包衣的溶解。
在包肠溶衣之前先包一层非离子包衣材料作为隔离层,可 解决上述问题。
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含碱性基团的丙烯酸树脂
季胺型(阳离子型、渗透型丙烯酸树脂) 如:
不 溶 于 水 ,但具有 一定 的水渗透 溶胀作用 。季 铵盐基团 的比例越 多 , 渗透性越大。 Eudragit RL/RS 30D RL的季铵基团含量为10% ,为高渗透性聚合物,孔径为 1-5μm, RS 的季铵基团含量为5% ,为低渗透性聚合物,孔径为0.1-0.6μm
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通常情况下,丙烯酸酯聚合物其共聚单体组成 对玻璃化温度影响可用下式近似计算:
1/T
g
( W i / T gi )
• Tg--共聚物玻璃化转变温度,K;
• wi--共聚物组成单体的重量百分率,%; • Tgi--单体均聚物的玻璃化转变温度,K。
改变单体的种类和用量,即可调节共聚物的Tg
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合成
本体聚合 溶液聚合 悬浮聚合 溶液聚合
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合成反应通式:
R ( 或 R 1 或 R 2 或 R 3 )+R 1 ( 或 R 2 或 R 3 或 R 4 )
聚合(引发剂) 自由基聚合反应
丙烯酸树脂
R =丙烯酸 R 1 =甲基丙烯酸 R 2 = 丙烯酸酯类 R 3 = 甲基丙烯酸酯类 R 4 = 其它酯类
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3.降速期
链引发、链增长只能消耗单体-聚合物乳胶粒中的单体。 聚合速率随单体-聚合物乳胶粒中单体浓度的下降而下降, 最后单体完全转变成聚合物。
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优点
缺点
体系粘度低,易散热。 聚合反应速率高,可制得 高分子聚合物。 合成聚合物乳液可以直接 用作薄膜包衣材料。 以水作为分散介质,价廉 安全,环境污染小。 设备及生产工艺简单,操 作方便,灵活性大。
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按丙烯酸树脂的溶解性能分类
pH 依赖型丙烯酸树脂 :
胃溶型(pH<5)
聚丙烯酸树脂lV
肠溶型(pH>7)
聚丙烯酸树脂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
非 pH 依赖型丙烯酸树脂:尤特奇 NE 30D
渗透型丙烯酸树脂 :聚甲丙烯酸铵酯Ⅰ、聚甲丙 烯酸铵酯Ⅱ
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结构及性能
含酸性基团的丙烯酸树脂(阴离子型、
乳化剂形成胶束,大部分单体分散成液滴,少量乳化剂被吸附 在单体液滴表面。
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乳液聚合的全过程,可以划分为三个阶段:增速期、恒速 期和降速期。 1. 增速期
单体自由基进入增溶单体的胶束中进行链增长,形成新相
—乳胶粒。随聚合反应的进行,乳胶粒数目增加,聚合速率增
加,因此,第一阶段称为增速期,又称为乳胶粒生成期。
反应约1.5h
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乳液聚合
乳液聚合是在乳化剂的作用下并借助于
机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液, 由水溶性引发剂引发而进行的聚合反应。
过硫酸盐
乳液聚合反应装置示意图
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乳液聚合的机理
聚合前体系中存在三相:水相、胶束相和油相
单体 液滴
极少量单体和少量乳化剂以分子分散状态溶解在水中,大部分
溶液聚合
悬浮聚合
容易散热、控温,产品容易分离
综合优点,克服缺点
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甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合
依次加入2mL 1%的聚乙烯醇水溶 液(分散剂)、40mL蒸馏水
三口瓶
加热搅拌
溶解过氧化苯甲酰 的甲基丙烯酸甲酯 10mL
升温至70℃ 调节搅拌速度至 温度升至78±2℃
液滴大小合适 产物抽滤,反复洗涤,自然风干
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本体聚合
本体聚合是指单体本身在不加溶剂及其他分散介质 的情况下由微量引发剂或光、热、辐射能等引发进 行的聚合反应。 体系组成:单体+引发剂(油溶性)
渗透型树脂Eudragit RL100和RS100用 本体聚合制备。
单体
引发剂
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实例:合成Eudragit RS
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断裂应变
包衣膜充分的柔韧性是包衣颗粒具有可压性,以 及片掉落时防止破裂的先决条件。 聚合物中酯基碳链越长,分子聚合度越大,薄膜 衣对药片的粘附性就越强,薄膜具有更大的拉伸 强度和断裂伸长。
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加入适宜增塑剂或不同性质的树脂混合应 用,改善薄膜机械性能,提高断裂应变。
通氮除氧
加热搅拌
保温反应2h
降温出料
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悬浮聚合
悬浮聚合是将溶于引发剂的单体在强烈搅拌和分散剂的作 用下,以液滴状悬浮在水中而进行的聚合反应方法。 体系组成:单体+(油溶性)引发剂+双亲性分散剂+去离子水
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本体聚合
单体浓度高,产品纯度高 不易散热、控温,产品不易出料 容易散热、控温,产品可直接使用 单体浓度低,分子量较低 单体浓度高,产品纯度高,分子量较高
解决办法:分段聚合
预聚 在反应釜中进行,转化率达10~40%, 放出一部分聚合热,有一定粘度。 后聚 在模板中聚合,逐步升温,使聚合完全。
苯乙烯分段聚合的塔式反应流程
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苯乙烯
预聚合
80
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱOC
预 聚 釜
80 OC
后聚合
塔 式 反 应 器
聚苯乙烯 冷却、切粒、包装
110 ~ 130 OC 130 ~ 180 OC 180 ~ 225 OC
甲基丙烯酸甲酯(MMA)+丙烯酸乙酯(EA)+甲基丙烯酸氯 化
偶氮二异丁腈(ABIN)
三甲胺基乙酯(MTC)
Eudragit RS
MMA34mL MTC3.2g ABIN 0.1g 放入三口瓶 反应1h 通氮气
滴 加 0 . 1g 溶于 EA 的ABIN
冷却至室温
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本体聚合缺点:不易散热
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最低成膜温度(MFT)是指聚合物乳液在一定的加热干 燥条件下,形成连续性薄膜的温度。在MFT以下,聚合
物不能熔合成膜。
在含丙烯酸酯的聚合物中,丙烯酸酯比例越高,MFT越
低。MFT在15~25℃对薄膜衣形成较为有利。
包衣过程中,产品温度一般应高于MFT10℃,最好高于 20℃。在实际应用中通常需要加入增塑剂来降低 MFT。
③ 粘度小,因此包衣操作效率较高。
④ 和聚合物有机溶液包衣相比,使用安全,不存在环境 污染问题。
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丙烯酸树脂及其应用
溶解性
丙烯酸树脂易溶于乙醇、丙酮、氯仿等极性有机 溶剂中。
在水中的溶解性则取决于分子结构中的侧链基团
和水溶液的pH值。
不同的型号在不同的pH下溶解。
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爆、其沸程要适当,便宜经济。
遵循“极性相近”,“溶解度参数相近”原则。 使用较多的溶剂是乙醇、异丙醇、正丁醇、乙 二醇等助溶剂或它们之间的混合溶剂。
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合成Eudragit L30D-55(甲基丙烯酸:丙烯酸乙酯=1:1)
去离子水 十二烷基硫酸钠 过硫酸钾 滴加丙烯酸丁酯 和甲基丙烯酸混 合单体