浅谈影响丁基胶瓶塞针刺落屑率的几个因素李晓　张淑彦　白拥军(石家庄市第一橡胶股份有限公司　050031)摘　要　医药封装用丁基胶瓶塞代替天然胶瓶塞的使用是当前医药工业发展的需要。

针刺落屑率是控制丁基胶瓶塞质量的主要指标之一。

影响丁基胶瓶塞针刺落屑率的因素很多,如生产工艺、配方好坏等。

本文仅就实验分析过程中遇到的几个主要因素进行了探讨。

关键词　丁基胶塞　针刺落屑率 由于卤化丁基胶独特的化学结构使其拥有优越的气密性、硫化速度快,良好的物理、化学性能和耐老化性。

与天然胶相比,更适合当前医药工业发展的需要。

但我国多年来一直采用天然胶瓶塞,丁基胶瓶塞的使用还是一个新课题。

自丁基胶瓶塞开始批量生产以来,药厂均反映胶塞针刺落屑率严重超标,有的药厂为了保证药品质量,甚至不惜高价进口外国的丁苯胶塞,经过长期的实验研究,我们对实验中遇到的影响丁基胶塞针刺落屑率的诸因素进行了分析探讨。

1　针头结构的影响丁基胶塞针刺落屑率的测定〔1〕用8号针头,符合GB1960-88;外国针头符合ISO7864。

1.1　针头的外形在高倍投影仪上观察针头的外形可看出;针头有4个切削点,1#针头的4个切削点尤其是2和3处,尖锐度大,棱角分明;而外国针头的切削点较圆滑,并且坡度平缓。

2#针头和1#针头相似,但切削点稍平缓。

在工具显微镜下进一步观察可看到:外国针头光洁度高,并且其主要切削部位(初步认识)形成凹势,减少了切削力度。

而1#针头不但切削部位尖利而且切削面粗糙,有微小毛刺,光洁度差,2#针头切削面光洁度稍高(1#针头和2#针头为国内两个厂家生产),三者相比,外国针头的外形结构最合理。

国产针头和外国针头的标准图如图(1)。

1.2　针头的内径在高倍工具显微镜下测量不同针头最大切削面的内径如表1。

表1　三种针头最大切削面的内径(mm)1#2#外国针0.5810.5950.5600.5580.5750.5720.5800.5800.5610.5590.5750.572 根据圆周面积的原理,内径越大,切削面积越大,相对来说针刺落屑的机率越大。

若针头的光洁度和外形相同,应是2#针头针刺落屑率最低。

1.3　针头的穿刺阻力针刺实验时,使用外国针头感觉前端受阻最大,针头进入胶塞后阻力减小。

而1#针收稿日期:1996—08—20图1　国产针头的标准图a和外国针头的标准图ba中1、2、3、4为4个切削点;b中:A——针尖长度; B0——主斜面长度;B1——右主斜面长度;B2——左主斜面长度;C0——次斜面长度;C1——右次斜面长度;C2——左次斜面长度; ——主斜面角; ——尖部角度;d0——针管外径;d1——针管内径; ——次斜面角; 1——右次斜面旋转角; 2——左次斜面旋转角; ——次斜面结合角。

头和2#针头在穿刺过程中受阻一致,感觉阻力均很大。

各针头的穿刺阻力如表2。

分析认为:1#针头和2#针头外形相似,受阻方式一致,其针头切面的光洁度和针头的外形决定了针头的穿刺阻力高于外国针头。

而外国针头正如显微镜下看到的外形一样,受阻最大处在凹区前端。

穿刺阻力愈大,胶塞的落屑率愈高。

表2　三种针头的穿刺阻力N针头1#2#外国针穿刺阻 3.643.343.433.713.613.913.663.323.15力(N) 3.923.403.203.803.423.983.622.983.08 1.4　不同针头测得的针刺落屑率由实验结果可知,针头的结构对胶塞针刺落屑率影响很大,同一批胶塞在相同条件下,不同针头的结果相差悬殊(见表3),经多次实验表明:外国针头最好,国产针头的“铲形”结构加大了针头对胶塞的切削,增大了胶塞的针刺落屑率。

表3　三种针头测得的针刺落屑率针　头1#2#外国针针刺落37192227126591003屑率(粒/100针)14381821715116001416142015282681001 2　不同陶土、工艺的影响丁基橡胶是一种结晶性橡胶,生胶本身具有较高的拉伸强度,适量加入填充剂可提高丁基胶的撕裂强度。

陶土是主要的填充剂。

填充剂粒子越细,对橡胶抗张强度、抗撕强度等机械强度的作用越大。

但粒子越细,与橡胶互相浸润的比表面积就越大,特别是粒径达0.1 以下时,由于表面能的增大,粒子易凝集,粘合性大,在混炼时应给予充分的剪切力〔2〕。

国产巩义陶土粒子小,不易喷出,注射平板用胶不好混炼;苏州陶土粒子大,容易喷出,好混炼。

粒子形状呈六角板形的陶土填充后的胶料的光滑性好,针头穿刺摩擦力小。

不同工艺条件下胶塞针刺落屑率如表4。

同一配方在不同工艺条件下针刺落屑率相差很多。

陶土、胶料等混炼均匀,胶塞的针刺落屑率稳定;混炼不匀,针刺落屑率高并且浮动大,不稳定。

由多次实验结果知:没经返炼的胶料,胶塞的针刺落屑率平均14粒/100针;返炼一次后,针刺落屑率平均值为7粒/100针;返炼三次后,针刺落屑率平均值降至4～5粒/100针。

因此,具有了良好的配方,还必须严格执行各项工艺规程才能获得优良的针刺性能。

表4　不同陶土、工艺条件的针刺落屑率(粒/100针)陶土填充量65份80份工艺条件硫化条件:170℃ ×3.5min 没返炼返炼一次返炼二次没返炼返炼一次返炼二次苏州陶土171011386巩义陶土10751194如东陶土18117171053　不同穿刺速度的影响取相同批次的丁基胶塞和天然胶塞,用8号针头、压好铝盖,在穿刺力试验机上以不同速度进行穿刺,然后起下铝盖,过滤,观察针刺落屑的情况。

不同穿刺速度时,丁苯胶塞和天然胶塞穿刺力和针刺落屑情况如图2示。

由图可看出,穿刺的速度不同,天然胶塞针刺落屑、穿刺力变化很大,丁基胶塞均变化很小。

由两者相比较可知:丁基胶塞针刺屑在不同穿刺速度下变化不大,即实验操作时进针的快慢对丁基胶塞针刺落屑率的影响很微小。

4　不同厚度的影响胶塞针刺圈的厚度愈大,针头对胶塞的穿刺过程愈长,针刺落屑的机率愈大。

但胶塞针刺圈的厚度太薄,密封性降低,直接影响药品的贮存质量。

最佳厚度为2.0～2.2mm 。

图2　(a )为穿刺速度mm /min 与针刺落屑率(粒/100针)的关系曲线;(b)为穿刺速度mm/min 与穿刺力(N )的关系曲线。

图中(1)是天然胶塞;(2)是丁基胶塞。

5　结语由以上讨论可知,影响胶管针刺落屑率的主要因素是针头结构的影响,其次是生产时工艺条件的影响。

国内这两种针头与国外针头相比,光洁度差,结构不合理。

由针头的标准图可看出:国际标准的针头有一个主斜面角为∥±2°的面和一个角度为17±2°的短面。

丁基胶塞的性能测试方法接近国际标准,针尖应为减少穿刺瓶塞针刺落屑而设计,所以建议针头生产厂家应尽量向国际标准靠拢,这样不仅是人体用针安全,而且还可以节省原材料(以塑料针座代替原针座)。

丁基胶塞的生产方面应选择最佳的工艺条件并严格执行。

在实验检测方面也应严格按实验要求进行,消除细微影响。

引用文献1　YY0169.2—942　塑料橡胶加工助剂,山西省化工研究所编Factors of Effect on Punching Fallen ScrapsRatio of Butyl Rubber Bottle StoppersLi Xiao,Zhang Shuyan,Bai Yongjun(Shijiazhuang No.1Rubber Ltd Co,050031)By us ing b utyl rubber bottle s topp ers to replace NR s top pers for m edicine package is the need of pre-s ent medical indu stry.Reducin g punching fallen s craps ratio is a very im portant factor for quality control of th e stoppers.Bes ides,the factors als o include production tech nology and com pound form ulation etc.国内消息高粘度二甲基二苯基室温硫化硅橡胶的制备据《有机硅材料及应用》,1996,(6):14报道,晨光化工研究院二分厂王欣欣等,采用环体开环共聚路线,对原料、催化剂、摩尔质量调节剂的纯度、外观予以控制,稳定工艺参数,可制备各项指标均达要求的透明的高粘度二甲基二苯基室温硫化硅橡胶。

高速耐磨橡塑摩擦片通过技术鉴定据《化工新型材料》,1996,(10):42报道,由苏州嘉美克聚氨酯制品厂与浙江大学应用化学研究所合作研制成功的高速耐磨橡塑摩擦片,最近在苏州通过了江苏省轻工业厅组织的技术鉴定。

该高速耐磨橡塑摩擦片为新型聚氨酯弹性体(P U R),具有高硬度、高强度、优良的耐磨性和耐油性,属国内首创之新材料,已达到世界先进水平。

采用该新型PU R,经独特技术和成型加工工艺生产高速耐磨橡塑摩擦片,其技术性能已达到台湾日豪公司等同类产品水平,邵氏A硬度≥90,阿克隆摩耗≤24mg。

这种P U R摩擦片是高速牵伸段捻机加捻涤纶低弹丝的主要零件,可提高涤纶丝的纺丝质量和染色均匀性(M率),效果与进口的完全一致。

经上海石化公司涤纶厂等十几家用户两年来生产使用,可完全取代进口产品。

国外动态橡胶用水基粘合剂美国专利5496884介绍了一种水基粘合剂,其组成为聚乙烯醇稳定的丁二烯聚合物胶乳和亚甲基给予体化合物,其中,丁二烯聚合物胶乳是在聚乙烯醇存在下用乳液聚合方法制备的。

译自《Rubber Wo rld》V o l214,N o.5(1996), 13用于轮胎胎面的白炭黑补强胶料美国专利5504137介绍了一种用于轮胎胎面的橡胶胶料,其组成如下:(A)至少一种二烯类弹性体;(B)由粒状沉淀法白炭黑和炭黑组成的填料;(C)从(i)烟酰胺或(ii)烟酰胺和至少一种(a)双-(3-三烷氧基甲硅烷基亚烷基)多硫化物及(b)二硫代二丙酸中选出的硅烷偶联剂。

译自《R ubber Wo rld》V ol.214,No.5 (1996),61垫圈用液体硅橡胶Bay silone据《有机硅材料及应用》,1996,(6):25报道, Bayer公司对其液体硅橡胶Ba ysilone L SK40系列产品进行了进一步扩大生产,可以提供邵A硬度为20～70度的系列产品,该公司称这一系列产品已通过ISO10993-1的检测。

另外,Bayer的又一新产品Baysilone HV也符合ISO10993-1的要求, Baysilone HV为高粘度,邵A硬度为30～80度。

以上两种产品均适用于模压和挤出成型的制动器、垫圈、密封垫、导管和振动片等。