药品包装用水性聚氨酯粘合剂的制备及生物学评价

文 郝小芳　朱必林　江苏省医疗器械检验所

药品包装用水性聚氨酯粘合剂的制备及生物学评价

文 郝小芳朱必林江苏省医疗器械检验所

［导读］以IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）、磺化聚酯多元醇、DMPA（二羟甲基丙酸）等为主要原料，制备了药品包装用WPU（水性聚氨酯）胶粘剂；鉴于其良好的环保性能对其生物性能进行了测定。研究结果表明：当R值［R=n（IPDI中-NCO）/n（磺化聚酯多元醇中-OH）］为3.5时，其生物学性能良好，适合用于医药包装材料的使用。

有机溶剂具有易燃、易爆、易挥发、气味大和污染环境等缺点，故以溶剂型PU（聚氨酯）生产的药包材仍存在着毒性隐患。WPU（水性PU）材料以水为介质，具有不燃、气味小、节能、不污染环境以及操作加工方便等优点，虽然我国现阶段的药包材行业还是以溶剂型PU为主要基体树脂，但WPU代替溶剂型PU已成为必然的发展趋势。

本研究以IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）、磺化聚酯多元醇和DMPA（二羟甲基丙酸）等为主要原料，制备了WPU胶粘剂，通过进行胶粘剂的生物学评价，进一步证明该材料在环保性能上的突出优势，为以后其在医药包装产品中的应用提供参考。

一、试验部分

（一）试验原料

磺化聚酯多元醇，工业级，昆山冠宝化学有限公司；二羟甲基丙酸（DMPA），工业级，泰兴市化学二厂；异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），工业级，拜耳公司；二月桂酸二丁基锡（DBTDL），工业级，北京化工三厂；三乙胺（TEA），分析纯，上海亭新化工试剂厂；丁酮，分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司；聚己二酸丁二醇酯二元醇、硅烷偶联剂（KH-550）、乙二胺（EDA），分析纯，市售。

（二）试验仪器

电子天平：型号YP202N，上海精密科学仪器有限公司；

分析天平：型号LA-204，北京锦正茂科技有限公司；

恒温水槽与水浴锅：型号BWS-5，上海一恒科学仪器有限公司；

电热鼓风干燥箱：型号HG101-1A，南京实验仪器厂；

（三）试验制备

1.原料的预处理

丁酮，用分子筛浸泡7 d以上，备用；聚己二酸丁二醇酯二元醇，105 ℃抽真空脱水若干时间，冷却后储存在干燥器中，备用。

2.WPU的制备

在带有搅拌器、冷凝管的三口烧瓶中，加入脱水处理过的磺化聚酯多元醇、适量的IPDI、催化剂（DBTDL），反应1 h；然后加入DMPA，用丁酮控制预聚物的粘度，反应3 h；冷却至室温，加入硅烷偶联剂（KH-550），反应0.5 h；加入TEA，中和成盐；加入EDA，扩链反应若干时间，边高速搅拌边加入去离子水乳化；最后减压蒸馏除去丁酮，即得所需产品。

（四）测试或表征

1.异常毒性的测定

试验依据：YBB00122002

本法系给予小鼠一定剂量的供试品溶液，在规定时间内观察小鼠出现的死亡情况，以判定供试品是否符合规定的一种方法。

供试用的小鼠应健康合格，体重17—20g，在试验前及试验的观察期内，均应按正常饲养条件饲养。做过本试验的小鼠不得重复使用。

2.皮肤致敏的测定

试验依据：YBB00052003

试验主要步骤：

①诱导阶段：皮内诱导阶段。诱导剂量：0.1 mL注射内容： 1—弗氏完全佐剂与溶剂等比例混合液；2—样品浸提液；对照仅注射溶剂；3—样品浸提液与弗氏完全佐剂与溶剂混合液等比例混合；

对照组注射空白液体与佐剂的乳

②局部诱导阶段：（1）试验前观察：未见刺激症状，继续以10%SLS涂布后继续试验（2）局部诱导试验：斑贴时间：48h；斑贴方法：直接敷贴法；固定方法：封闭性包扎带固定

③激发阶段：斑贴时间：24h；斑贴方法：直接敷贴法；固定方法：封闭性包扎带固定

二、结果与讨论

（一）异常毒性结果与讨论小鼠体重注射说明见表1-1。

表1-1 小鼠体重注射说明

实验结果和毒性程度评价见表1-2，1-3。

表1-2 实验结果

表1-3 毒性程度评价

（二）致敏试验的结果与讨论

实验结果见表1-4,1-5,1-6

表1-4 结果观察

表1-4（续） 结果观察

表1-5 反应记分说明

表1-5（续） 反应记分说明

表1-6 反应计分

三、结语

（一）以IPDI、磺化聚酯多元醇、DMPA和KH-550等为主要原料，制备了WPU胶粘剂；然后对该胶膜的异常毒性和致敏性能进行测定。目前，制约水性聚氨酯广泛应用的主要因素是成本较高及某些性能尚差于溶剂型，例如干燥速度慢，储存稳定性相比溶剂型略差，对非极性基材润湿性差、初粘性低以及耐水性不好等。成本高是由于在工业化制造过程中程序复杂、产量不高，并且干燥时也需要更多的能量和较长的时间所致，针对这一系列问题，需要我们致力于降低成本、提高性能的深入研究。（二） 我国的环保型粘合剂初具规模，行业产业链逐步形成，环保性药品包装材料正在处于一个产业发展的成长期，同时良好的使用性能和环境友好特征促进了环保性药品包装材料市场的不断扩展。随着水性聚氨酯新的品种不断推出，水性聚氨酯应用领域将越来越广，我国水性聚氨酯的研究与开发前景将更加广阔， 市场需求前景十分诱人。