第7章药用高分子包装材料

1、第七章第七章 药品包装用高分子材料药品包装用高分子材料 第一节第一节 药品包装用塑料药品包装用塑料 第二节第二节 药品包装用橡胶药品包装用橡胶 第三节第三节 药品包装用塑料和橡胶的常用助剂药品包装用塑料和橡胶的常用助剂 第四节第四节 高分子材料在药品包装中的应用实例高分子材料在药品包装中的应用实例 第五节第五节 高分子材料的性能测试与评价高分子材料的性能测试与评价 我国药品包装的发展历程我国药品包装的发展历程 包装的分类包装的分类 包装的目的包装的目的 药品包装材料的种类药品包装材料的种类 我国药品包装经历了我国药品包装经历了3个阶段。个阶段。 第第1阶段为阶段为20世纪五六十年代世纪五六十年

2、代,如棕色玻璃瓶、如棕色玻璃瓶、草板纸盒、直颈安瓿等药品包装草板纸盒、直颈安瓿等药品包装,以实用为原则。以实用为原则。 第第2阶段为阶段为20世纪七八十年代初世纪七八十年代初,此阶段处于调此阶段处于调整、徘徊状态。整、徘徊状态。栓剂、口服液、气雾剂、胶丸、栓剂、口服液、气雾剂、胶丸、胶囊、贴剂、咀嚼剂胶囊、贴剂、咀嚼剂铝塑、纸塑、激光防伪铝塑、纸塑、激光防伪 保护药品保护药品 方便使用方便使用 宣传介绍宣传介绍 1)药品包装材料必须具有药品包装材料必须具有安全、无毒、无污染安全、无毒、无污染等等特性特性; 2)药品包装材料必须具有良好的物理化学和微生药品包装材料必须具有良好的物理化学和微生物方

3、面的物方面的稳定性稳定性。 要有一定的要有一定的耐热性、耐寒性、阻隔性耐热性、耐寒性、阻隔性等物理性能等物理性能 要有一定的要有一定的耐撕裂、耐压、耐戳穿、防跌落耐撕裂、耐压、耐戳穿、防跌落等机等机械性能。械性能。 药品包装材料应具有一定的药品包装材料应具有一定的防伪能力防伪能力; 包装材料的包装材料的美观美观会促进药品的销售会促进药品的销售; 因此药品包装材料需有较好的因此药品包装材料需有较好的印刷印刷和和装饰性装饰性。选择原料选择原料来源广泛来源广泛、价格低廉价格低廉且具有且具有良好加工良好加工性能性能的材料的材料;方便临床使用方便临床使用,以利于提高医务人员的的工作效以利于提高医务人员的

4、的工作效率率;环保环保。药品包装材料的种类药品包装材料的种类 玻璃类玻璃类 金属类金属类 高分子材料类高分子材料类塑料塑料橡胶橡胶热固型塑料热固型塑料热塑型塑料热塑型塑料酚醛树脂酚醛树脂醇酸树脂醇酸树脂环氧树脂环氧树脂聚烯烃聚烯烃聚氯乙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚酯聚酯聚偏二氯乙烯聚偏二氯乙烯天然橡胶（聚异戊二烯）天然橡胶（聚异戊二烯）（卤化）丁基橡胶（卤化）丁基橡胶其他其他聚丁二烯聚丁二烯聚氯丁二烯聚氯丁二烯乙烯乙烯- -丙烯共聚物丙烯共聚物硅橡胶硅橡胶高分子材料类高分子材料类药品包装应用较少药品包装应用较少塑料瓶、泡罩、塑料瓶、泡罩、复合袋等包装复合袋等包装注射剂胶塞、密注射剂胶塞、密封、

5、衬垫材料封、衬垫材料第一节第一节 药品包装用塑料药品包装用塑料 聚烯烃聚烯烃 聚氯乙烯聚氯乙烯 聚苯乙烯聚苯乙烯 聚酯聚酯 聚碳酸酯聚碳酸酯 纤维素类纤维素类 离聚物离聚物 目前大部分药品包装用高分子材料属于五种通目前大部分药品包装用高分子材料属于五种通用塑料：用塑料： 聚乙烯、聚丙烯聚乙烯、聚丙烯 聚氯乙烯聚氯乙烯 聚苯乙烯聚苯乙烯 聚酯聚酯（一）聚乙烯（一）聚乙烯（PE)PE)2nCH CHClClCH2 CH2产量最大，应用最广的塑料产量最大，应用最广的塑料 纯纯PEPE树脂无臭、无毒树脂无臭、无毒, ,外观呈乳白色的蜡状外观呈乳白色的蜡状固体，不溶于水，常温下也不溶于其他溶剂固体，不溶

6、于水，常温下也不溶于其他溶剂加成反应加成反应一、聚烯烃：一、聚烯烃：聚乙烯和聚丙烯聚乙烯和聚丙烯性能：性能：材料柔软性好，不易脆化：材料柔软性好，不易脆化：分子结构为线型或支分子结构为线型或支链型结构，结构简单规整、对称性好、易于结晶。链型结构，结构简单规整、对称性好、易于结晶。化学稳定性极好：化学稳定性极好：分子中无活性反应基团又无杂分子中无活性反应基团又无杂原子，在常温下几乎不与任何物质反应。常温下不原子，在常温下几乎不与任何物质反应。常温下不溶于任何一种已知的溶剂。溶于任何一种已知的溶剂。优良的耐低温性能，在低温下性能变化极小。优良的耐低温性能，在低温下性能变化极小。阻湿性好，但具有一定

7、的透气性。阻湿性好，但具有一定的透气性。热封性好。热封性好。适印性不好：分子无极性，极性油墨等对其适印性不好：分子无极性，极性油墨等对其附着力较差，在印刷前需进行表面处理附着力较差，在印刷前需进行表面处理 优优防潮性能好防潮性能好缺缺能透过氧气能透过氧气 密度增加，材料变硬，扭变性和熔融温度升高，密度增加，材料变硬，扭变性和熔融温度升高，渗透性下降，耐热、寒性好，抵抗应力破裂的性能渗透性下降，耐热、寒性好，抵抗应力破裂的性能减弱。减弱。对气体阻隔性对气体阻隔性 较弱较弱 较强较强抗拉强度抗拉强度 较低较低 较高较高柔软性柔软性 较好较好 较差较差伸长率、冲击强度伸长率、冲击强度 较高较高 较低

8、较低应应 用用 薄膜包装薄膜包装 容器材料容器材料比较比较灭菌要求灭菌要求: :射线照射灭菌、射线照射灭菌、环氧乙烷灭菌环氧乙烷灭菌LDPE HDPE LDPE HDPE （二）聚丙烯（二）聚丙烯（polypropylene ,PP)polypropylene ,PP)目前常用塑料中最轻的一种，密度最低目前常用塑料中最轻的一种，密度最低2nCH CHCHCH3 3CH2 CH2加成反应加成反应CHCH3 3性能：性能： （1 1）透气率、透湿率低，吸水性好。）透气率、透湿率低，吸水性好。 （2 2）化学性质稳定，耐强酸、强碱。）化学性质稳定，耐强酸、强碱。 （3 3）机械强度高不产生应力破裂。

9、）机械强度高不产生应力破裂。 （4 4）质轻价廉。）质轻价廉。 （5 5）无毒无味。）无毒无味。 （6 6）耐低温性能差，易老化、易积累静电。）耐低温性能差，易老化、易积累静电。不同聚丙烯的性质不同聚丙烯的性质性质性质 等规聚丙烯等规聚丙烯 无规聚丙烯无规聚丙烯 外观外观 白色粉末白色粉末 在在TgTg以上呈橡胶态以上呈橡胶态 密度密度 高高 低低 热分析热分析 一次转变在一次转变在170170附近附近 在在100100以下熔融或软化以下熔融或软化 结晶性结晶性 130130以下呈结晶性以下呈结晶性 无无 抗张强度抗张强度 非常高非常高 低低等规聚丙烯等规聚丙烯（1 1）聚丙烯薄膜可以包装食品

10、）聚丙烯薄膜可以包装食品（2 2）应用于复合薄膜的制造）应用于复合薄膜的制造（3 3）可用来制造瓶、罐及各种形）可用来制造瓶、罐及各种形式的中空容器式的中空容器（4 4）优良抗弯性和回弹性，可制）优良抗弯性和回弹性，可制作盖及本体合一的箱壳作盖及本体合一的箱壳（5 5）很好的耐热性则可以用于制）很好的耐热性则可以用于制成耐热的微波食品容器以及耐蒸煮成耐热的微波食品容器以及耐蒸煮容器容器应用应用 灭菌要求灭菌要求: :环氧乙烷灭菌、热压灭菌环氧乙烷灭菌、热压灭菌(115)(115)、射线照射灭菌稍有分解射线照射灭菌稍有分解二、聚氯乙烯（二、聚氯乙烯（polyethylene chloride,P

11、VCpolyethylene chloride,PVC) )2nCH CHClClCH2 CHClCl引发剂引发剂引发剂引发剂：过氧化十二酰、偶氮二异庚腈：过氧化十二酰、偶氮二异庚腈常用聚合方法常用聚合方法：悬浮聚合、乳液聚合：悬浮聚合、乳液聚合聚氯乙烯的主要特性如下聚氯乙烯的主要特性如下化学稳定性好化学稳定性好 阻气、阻油性好，阻气、阻油性好，阻湿性稍差阻湿性稍差光学性能较好，可制成透光性、光泽度皆好的制品光学性能较好，可制成透光性、光泽度皆好的制品耐热性较差耐热性较差本身无毒，但应控制残留本身无毒，但应控制残留氯乙烯单体氯乙烯单体在在5ppm5ppm以下，以下，用作包装材料时其残留氯乙烯必

12、须控制在用作包装材料时其残留氯乙烯必须控制在1ppm1ppm以下以下聚氯乙烯的应用聚氯乙烯的应用硬质聚氯乙烯：药片、胶囊的水泡眼吸塑薄膜、硬质聚氯乙烯：药片、胶囊的水泡眼吸塑薄膜、 药瓶、药盒药瓶、药盒软质聚氯乙烯：输液袋的主要材料软质聚氯乙烯：输液袋的主要材料应应用用 一般一般PVC PVC 环氧乙烷灭菌环氧乙烷灭菌灭菌要求灭菌要求 软质软质PVC PVC 热压灭菌热压灭菌(115)(115) 硬质硬质PVC 2.5MardPVC 2.5Mard射线照射灭菌射线照射灭菌三、聚苯乙烯（三、聚苯乙烯（PolystyrenePolystyrene，PSPS）性能：性能： 收缩率低、加工性能好收缩率

13、低、加工性能好 吸水性低吸水性低 高透明度，良好光泽性；高透明度，良好光泽性； 良好染色性，印刷、装饰性好；良好染色性，印刷、装饰性好； 无色、无毒、无味，尤其适用于食品药品包装。无色、无毒、无味，尤其适用于食品药品包装。 应用应用：多用于盛装固体制剂，如片剂、胶囊：多用于盛装固体制剂，如片剂、胶囊 因能被许多化学药品侵蚀，造成开裂、破碎，因能被许多化学药品侵蚀，造成开裂、破碎，一般不用于液体药剂包装，特别不适合于油脂、一般不用于液体药剂包装，特别不适合于油脂、醇、酸等有机溶剂的药品。醇、酸等有机溶剂的药品。 灭菌要求灭菌要求: :环氧乙烷灭菌、热压灭菌环氧乙烷灭菌、热压灭菌(115)(115

14、)、射线照射灭菌射线照射灭菌四、聚酯四、聚酯 目前应用最广泛的聚酯目前应用最广泛的聚酯聚对苯二甲聚对苯二甲酸乙二醇酯（酸乙二醇酯（PETPET），是，是对苯二甲酸对苯二甲酸与与乙二醇乙二醇缩合聚合而成的线型聚合物。缩合聚合而成的线型聚合物。性能性能价格贵，但性能优异：价格贵，但性能优异： 优良机械性能和耐磨性，拉伸强度和弯曲强度较大优良机械性能和耐磨性，拉伸强度和弯曲强度较大 耐稀酸、稀碱、油、脂肪、大多数溶剂，但不耐浓耐稀酸、稀碱、油、脂肪、大多数溶剂，但不耐浓酸和浓碱，吸水性低；酸和浓碱，吸水性低； 具有优良耐高、低温性能；具有优良耐高、低温性能； 气体和水蒸气渗透率低，具有优良的阻气、水

15、、油气体和水蒸气渗透率低，具有优良的阻气、水、油及异味性能；及异味性能； 透明度高，光泽性好透明度高，光泽性好, ,可阻挡紫外光；可阻挡紫外光； 无毒、无味，不需添加可直接用于食品包装。无毒、无味，不需添加可直接用于食品包装。1.合成纤维合成纤维 世界上约世界上约l2的合成纤维是用的合成纤维是用PET制造的。制造的。2.片材和薄膜片材和薄膜 PET片材是继片材是继PVC片材之后，又一类用于片材之后，又一类用于药品包装的片材。药品包装的片材。 在欧洲一些国家禁止把在欧洲一些国家禁止把PVC用于一次性包装用于一次性包装之后，之后，PET就成为主要的药品包装用片材。就成为主要的药品包装用片材。应用应

16、用 五、聚碳酸酯（五、聚碳酸酯（PolycarbonatePolycarbonate，PCPC）性能：性能：优越的优越的耐高温性能耐高温性能及在高温下的高强度，及在高温下的高强度，且耐低温性能也很好；且耐低温性能也很好； 耐稀酸，耐脂肪烃、醇、油脂和洗涤剂，耐稀酸，耐脂肪烃、醇、油脂和洗涤剂，溶于卤代烃，易与碱作用。溶于卤代烃，易与碱作用。 无毒、无味、无臭无毒、无味、无臭具有透明性具有透明性。透光率透光率可达可达9090，作为透明材料，表面不易划伤。作为透明材料，表面不易划伤。 由双酚由双酚A A与碳酰氯或碳酸二酚酯在催化剂存在下缩聚而成。与碳酰氯或碳酸二酚酯在催化剂存在下缩聚而成。灭菌要求

17、灭菌要求: :环氧乙烷灭菌、热压灭菌环氧乙烷灭菌、热压灭菌(115)(115)、射线照射灭菌射线照射灭菌六、纤维素类（自看）六、纤维素类（自看） 醋酸纤维素醋酸纤维素 醋酸纤维素丁酸酯醋酸纤维素丁酸酯 硝化纤维素硝化纤维素 再生纤维素再生纤维素七、离聚物（自看）七、离聚物（自看） 第二节第二节 药品包装用橡胶药品包装用橡胶 橡胶（弹性体）的特点橡胶（弹性体）的特点 天然橡胶天然橡胶 卤化（氯化或溴化）丁基橡胶卤化（氯化或溴化）丁基橡胶一、橡胶（弹性体）的特点一、橡胶（弹性体）的特点 1.“1.“弹性体弹性体”一般指基础聚合物，而一般指基础聚合物，而“橡胶橡胶”则多种成分完全配合好的成品件则多种

18、成分完全配合好的成品件 2.2.橡胶一般用于注射产品的包装及给药系统中橡胶一般用于注射产品的包装及给药系统中的橡胶密闭系统和橡胶塞的生产的橡胶密闭系统和橡胶塞的生产 3.3.橡胶是多种成分的复杂共混物，因其多样、橡胶是多种成分的复杂共混物，因其多样、复杂的化学性质和某些复杂的化学性质和某些成分被浸出的风险成分被浸出的风险，橡胶通，橡胶通常被认为是包装材料中常被认为是包装材料中要求最严格的要求最严格的。 柔性 回弹性 非热塑性 压缩成型性 根据组分的选择而变化二、天然橡胶二、天然橡胶 优点：高回弹性优点：高回弹性良好的密封性良好的密封性针刺后的重新密封性针刺后的重新密封性原因：直链弹性体结构：原

19、因：直链弹性体结构：CH2CCH3CHCH2n异戊二烯异戊二烯均聚物均聚物 硫化天然橡胶配方见硫化天然橡胶配方见P254P254 天然橡胶应用：胶乳蛋白过敏（天然蛋白天然橡胶应用：胶乳蛋白过敏（天然蛋白和天然橡胶胶乳引起过敏反应）时有发生和天然橡胶胶乳引起过敏反应）时有发生 发展趋势：人工合成橡胶替代天然橡胶发展趋势：人工合成橡胶替代天然橡胶三、卤化（氯化或溴化）丁基橡胶三、卤化（氯化或溴化）丁基橡胶 优点：优点：低透气性低透气性 丁基橡胶：丁基橡胶：硫化需要固化剂量大，时间长，易硫化需要固化剂量大，时间长，易造成天然橡胶过度固化而形成造成天然橡胶过度固化而形成不可使用不可使用的的“非均匀非均

20、匀”混合物。混合物。 卤化丁基橡胶：卤化丁基橡胶：反应活性更大，硫化所需固化反应活性更大，硫化所需固化剂量小；采用非常规橡胶硫化系统可显著降低可萃剂量小；采用非常规橡胶硫化系统可显著降低可萃取物水平。取物水平。第三节第三节 药品包装用塑料和橡胶的常用助剂药品包装用塑料和橡胶的常用助剂 目的、类别与原则目的、类别与原则 增塑剂增塑剂 稳定剂稳定剂 填充剂填充剂 抗氧剂抗氧剂 硫化剂硫化剂 抗静电剂抗静电剂 润滑剂润滑剂 提高性能提高性能 改善加工成型条件改善加工成型条件 降低成本降低成本 增塑剂、稳定剂、抗氧剂（防老剂）增塑剂、稳定剂、抗氧剂（防老剂） 抗静电剂、填充剂、增强剂抗静电剂、填充剂、

21、增强剂 着色剂（颜料和染料）、阻燃剂着色剂（颜料和染料）、阻燃剂 紫外线吸收剂、增韧剂、遮光剂紫外线吸收剂、增韧剂、遮光剂 抑菌剂、加工助剂（脱模剂、润滑剂）抑菌剂、加工助剂（脱模剂、润滑剂） 硫化剂和硫化促进剂硫化剂和硫化促进剂 用量恰当、相互协同用量恰当、相互协同 安全、无毒，逸散性小安全、无毒，逸散性小 不与药物相互作用不与药物相互作用 无臭、无味无臭、无味 要求要求：挥发性、迁移性和溶浸性很低，无：挥发性、迁移性和溶浸性很低，无毒、与药物无相互作用等。毒、与药物无相互作用等。 作用作用：提高塑料制品的柔软性、弹性、抗：提高塑料制品的柔软性、弹性、抗冲击性和耐寒性，适用于制备输液袋、输血

22、袋、冲击性和耐寒性，适用于制备输液袋、输血袋、食品袋。食品袋。 常用增塑剂常用增塑剂：邻苯二甲酸酯、磷酸酯、脂：邻苯二甲酸酯、磷酸酯、脂肪族二元酸酯、枸橼酸酯和聚氧乙烯类等。肪族二元酸酯、枸橼酸酯和聚氧乙烯类等。1.1.增塑剂增塑剂 作用作用：抑制聚合物在加工和使用中因热、：抑制聚合物在加工和使用中因热、光的作用而引起的降解或变色。光的作用而引起的降解或变色。 常用稳定剂常用稳定剂：PVCPVC、硬脂酸皂类、月桂酸、硬脂酸皂类、月桂酸皂类、蓖麻油酸皂、螯合剂、硫醇等。皂类、蓖麻油酸皂、螯合剂、硫醇等。稳定剂稳定剂终止终止分解分解 作用作用：代替易受氧化分解的聚合物与氧反应，防：代替易受氧化分解

23、的聚合物与氧反应，防止或推迟氧对聚合物的影响。止或推迟氧对聚合物的影响。 常用抗氧剂常用抗氧剂： 酚类和芳基仲胺等酚类和芳基仲胺等 氧化降解（自由基淬灭）氧化降解（自由基淬灭） 亚磷酸酯、含硫化合物等亚磷酸酯、含硫化合物等 过氧化物过氧化物 丁羟甲苯（丁羟甲苯（BHT)BHT)和丁羟茴香醚和丁羟茴香醚(BHA)(BHA)抗氧剂抗氧剂概念概念：指包装材料中加入的惰性固体物质指包装材料中加入的惰性固体物质作用作用：增大体积、降低成本、改善性能（硬度、强增大体积、降低成本、改善性能（硬度、强度、耐磨损性、光敏感性等）度、耐磨损性、光敏感性等）常用种类常用种类： 塑料：碳黑、白垩、碳酸钙、滑石、瓷土、

24、二塑料：碳黑、白垩、碳酸钙、滑石、瓷土、二氧化硅、碳酸镁氧化硅、碳酸镁 弹性体：碳黑、滑石粉、高岭土等弹性体：碳黑、滑石粉、高岭土等用量用量：最高最高1:11:1缺点缺点：降低热固型树脂的物理性能和耐化学品性能，降低热固型树脂的物理性能和耐化学品性能，增加渗透性；碳黑有致癌性；高岭土导致可溶性铝增加渗透性；碳黑有致癌性；高岭土导致可溶性铝从橡胶塞中释放出来从橡胶塞中释放出来填充剂填充剂概念、目的：概念、目的： 硫化（固化）硫化（固化）是用硫化剂和硫化促进是用硫化剂和硫化促进剂将聚合物链化学交联形成剂将聚合物链化学交联形成三维结构三维结构，从，从而减小橡胶在室温受力下而减小橡胶在室温受力下发生永

25、久形变和发生永久形变和高温下（如蒸汽灭菌）高温下（如蒸汽灭菌）“熔化熔化”的可能。的可能。硫化剂硫化剂常用种类：常用种类： 硫硫 硫化促进剂硫化促进剂：硫胺类、二硫代氨基甲酸盐，：硫胺类、二硫代氨基甲酸盐，秋兰姆类（一硫化、二硫化、多硫化，在常规硫秋兰姆类（一硫化、二硫化、多硫化，在常规硫化温度下易释放出活性硫，致癌）化温度下易释放出活性硫，致癌） 活化剂活化剂：氧化锌、硬脂酸（减少促进剂用量、：氧化锌、硬脂酸（减少促进剂用量、缩短硫化时间缩短硫化时间) ) 缺点：缺点：水溶性污染物的来源水溶性污染物的来源 氯化丁基橡胶可采用洁净的非传统硫化氯化丁基橡胶可采用洁净的非传统硫化剂或无硫配方，避免

26、以上缺点剂或无硫配方，避免以上缺点 溴化丁基橡胶允许使用更少的硫化剂，溴化丁基橡胶允许使用更少的硫化剂，还可采用无锌配方还可采用无锌配方作用作用：消除静电，防止包衣过程中小丸相互吸：消除静电，防止包衣过程中小丸相互吸引成团和防止薄膜制品吸附灰尘、水分。引成团和防止薄膜制品吸附灰尘、水分。常用抗静电剂常用抗静电剂：季铵类、吡啶盐、咪唑衍生物：季铵类、吡啶盐、咪唑衍生物等阳离子表面活性剂等阳离子表面活性剂抗静电剂抗静电剂作用作用：改进塑料熔体的流动性能，减小熔体与：改进塑料熔体的流动性能，减小熔体与加工机械表面之间的摩擦力，提高光洁度。加工机械表面之间的摩擦力，提高光洁度。常用润滑剂常用润滑剂：硬

27、脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸、：硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸、石蜡、液体石蜡、低分子量聚丙烯等。石蜡、液体石蜡、低分子量聚丙烯等。润滑剂润滑剂单层药袋单层药袋复合药袋复合药袋特殊包装特殊包装泡罩包装泡罩包装中空容器中空容器第四节第四节 高分子材料在药品包装中的应用实例高分子材料在药品包装中的应用实例 颗粒剂最常用的包装形式。一般选用高密颗粒剂最常用的包装形式。一般选用高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。1.1.单层药袋单层药袋外层外层为纸、铝箔、尼龙、聚酯、拉伸聚丙烯等高熔为纸、铝箔、尼龙、聚酯、拉伸聚丙烯等高熔点热塑性材料或非塑性材料。点热塑性材料或非塑性材料。内层内层为未拉伸聚丙烯、聚乙烯等低熔点热塑性材料。为未拉伸聚丙烯、聚乙烯等低熔点热塑性材料。2.2.复合药袋复合药袋1.1.用于片剂、胶囊剂和安瓿的复合包装形式，俗称用于片剂、胶囊剂和安瓿的复合包装形式，俗称“水泡眼水泡眼”或称铝塑包装。或称铝塑包装。2.2.透明材料：聚氯乙烯、聚乙烯和聚苯乙烯、聚丙烯、透明材