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异戊二烯橡胶分子结构接近天然橡胶,是一种按照天然橡胶结构合成而又进行了改良的橡胶材料,具有某些优于天然橡胶的特性,但由于其微观结构的差异所致,结晶性能低于天然橡胶,且老化性能比天然橡胶差,硫化形式虽与天然橡胶基本相似,但硫化速度慢,硫化缺少不了硫磺的作用,易对药品产生污染,更重要的是其透气透湿性能好,易导致药品变质,目前仅用于非直接接触药品的软膜袋、PP瓶等封装内塞。
2 硅橡胶
硅橡胶是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性材料,主要应用于能源、电子、新材料、生命科学领域。硅橡胶分子链由硅原子和氧原子交替组成,分子键能370KJ/mol,比C—H键能(240KJ/mol)要大得多,因而具有良好的高温高热稳定性能,在350℃下数小时仍能保持其弹性,尤其适用于制作高温耐热材料。硅橡胶同其他高分子材料相比,具有极为优良的透气性,室温下对氮气、氧气和空气的透过量比天然橡胶高30~40倍,比丁基橡胶则要高600~800倍,针对其透气性好的特点,由硅橡胶薄膜制成的气调窗已用于贮存蔬菜水果等方面,此外,硅橡胶具有对人体机体反应小、性能稳定、血凝低、能承受高温高压多次蒸煮的特点,是不可多得的医学外科材料,能制作成各种人工脏器,在医疗外科和美容业等领域应用颇广,但作为药品的封装密封材料则显得无能为力,远不如天然胶塞产品。至于目前有些人士认为硅橡胶塞至少可用于口服液等产品封装的观点,则毫无科学依据。当然根据橡胶材料的透气性在高温时相差不大的规律,硅橡胶因其具有优越的耐高温性能,在高温设备的密封材料应用方面具有其他橡胶材料所不能比拟的独特功能。作为药品密封材料,其是在121℃或150℃高温下灭菌,在常温或低温状态下贮存使用,因而硅橡胶并不适合用于制作药品的密封材料。
3 卤化丁基橡胶
分子结构
CH3
CH3
-CH2-C-CH2-C=CH-CH2-CH2-C-
丁基橡胶
CH3 CH3
CH3
CH3 X
CH3
-CH2-C-CH2-C-C-CH2-CH2-C-
卤化丁基橡胶
CH3 CH2 CH3
丁基橡胶是丁二烯和少量异戊二烯的聚合体,国内外研究资料均表明,是目前透气性最低的一种烃类橡胶高分子材料,其
透气系数Q=0.68×108,在40℃时,透气性能约为天然橡胶的1/20,顺丁橡胶的1/76,丁苯橡胶的1/8,三元乙丙橡胶的1/13。
丁基橡胶具有优越的化学稳定性、耐热性和耐氧化性,其短时间最高使用温度可达到200℃,完全满足药品高温灭菌的需要。
卤化丁基橡胶是在丁基橡胶分子结构中引入了活泼的卤素(氯、溴)原子,同时保存了异戊二烯双键,使其不仅具备丁基橡胶的优良性能,还减少了抗氧剂的污染,提高了纯度,加快了硫化速度,更可实现无硫硫化、无锌硫化,大大地减少了有害物质对药物的污染和副作用。因此采用卤化丁基橡胶生产的新型药用瓶塞,具备诸多优异的物理和化学性能:低气透性、低吸水性;易针刺,不掉屑;色泽稳定;优良的密封性和再密封性;优良的消毒性能;低的萃取性,无活性物质析出,无毒等,使得其完全符合药品对瓶塞材料的要求,是被国内外近半个世纪的实践所证明了的最优异的药品封装密封材料。
四
对药品包装用橡胶的应用建议
综上所述,作为药用瓶塞的材料必须满足药品对瓶塞的要求,我们认为异戊二烯橡胶、硅橡胶、卤化丁基橡胶这三类材料在医药卫生行业的应用各不相同:异戊二烯橡胶主要满足非PVC软膜袋、PP输液瓶配套应用;硅橡胶广泛应用于制作人工脏器等无生物毒性产品,较好地满足了医学外科和美容业的需要,同时被用于工业耐高温密封材料的制作,而不适合作药品密封包装材料应用,而当前药品包装市场上存在用硅橡胶取代天然橡胶作为药包材的趋向,在产业政策上也是不足取的;卤化丁基橡胶作为直接接触药品的首选封装密封材料,广泛用于药品密封包装,这是已被国外发达国家早已验证了的事实。
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