聚丙烯树脂不同类型的选用对药用聚丙烯瓶性能的影响

张思远

（上海华立塑料制品有限公司）

基础知识

聚丙烯树脂不同类型的选用对药用聚丙烯瓶性能的影响

张思远

（上海华立塑料制品有限公司）

比较不同类型聚丙烯树脂以及所制成的塑料瓶的检验结果，选用其中两种牌号的聚丙烯树脂进行配方组合，选取合适的配合比例，以期得到聚丙烯瓶的性能指标符合药用聚丙烯瓶的标准要求。通过5个牌号的聚丙烯树脂的选用，并按不同比例的配方进行100mlPP瓶生产，经对100mlPP瓶理化检测，筛选出符合要求的配方，并找出聚丙烯树脂理化指标与瓶子理化指标的相关性。聚丙烯树脂的正己烷溶出物、IZOD耐冲击强度与聚丙烯塑料瓶的正己烷溶出物、抗跌性正相关，同类型聚丙烯的熔体流动速率（MRF）与“IZOD耐冲击强度”负相关，采用不同类型的聚丙烯树脂经合适的配比可以得到符合YBB00082002-2015标准的聚丙烯塑料瓶。。

聚丙烯树脂 聚丙烯塑料瓶 正己烷溶出物 抗跌性 IZOD耐冲击强度 YBB00082002-2015标准

由于药品包装的特殊性，口服药用塑料瓶的溶出物（不挥发物）受到严格控制，口服液体药用塑料瓶的抗跌性也是一个必检项目。

目前常用的生产口服药用塑料瓶原料有高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂和聚对苯二甲酸乙二酯醇（简称PET）聚酯切片。其中高密度聚乙烯树脂和PET聚酯切片具有良好的韧性，抗冲击强度较高，但聚丙烯树脂相对韧性较差，尤其是低温抗冲击强度较弱。

聚丙烯是一种半结晶性材料,它与聚乙烯同属于聚烯烃类塑料，它比聚乙烯要更坚硬并且有更高的熔点。聚丙烯的流动速率（MFR）范围在1～40 g/10min，低MFR的聚丙烯材料抗冲击特性较好但延展强度较低，相同MFR的聚丙烯材料，共聚物型的抗冲击强度比均聚物型的要高。

聚丙烯在室温以上时抗冲击强度较高（相对低温时），但因脆化温度较高，使其低温冲击韧性很差（0℃以上附近时仍非常脆）。为了提高聚丙烯的韧性、低温抗冲击性等性能，一般采用共聚的方法，制造共聚聚丙烯。

抗冲击型聚丙烯共聚物是含有一定橡胶组分的聚丙烯共聚物，密度低于1，熔体流动速率范围为0.5～30g/10min，可用普通聚丙烯的加热温度成型。它具有较好的低温性能和抗冲击性能，优秀的耐环境应力开裂性能和耐化学药品性，无规聚丙烯共聚物，它的高分子链的基本结构，用加入不同种类的单体（例如乙烯）分子加以改性，其抗冲击性、透明度得以提高，其熔化温度、刚度、结晶度降低。

在生产性试验中，采用均聚聚丙烯树脂（如上海石化生产的T300聚丙烯树脂）生产的聚丙烯塑料瓶，瓶子的溶出物试验均能符合《口服液体药用聚丙烯瓶》（YBB00082002-2015）标准，但是抗跌性试验不符合。采用无规共聚或抗冲击共聚聚丙烯树脂（比如韩国 SK石化生产的R520Y或B310F聚丙烯树脂）生产的聚丙烯塑料瓶，瓶子的抗跌性试验符合YBB00082002-2015标准，但溶出物试验中正己烷不挥发物不符合。

对此，我们必须找到均聚聚丙烯树脂、共聚聚丙烯树脂与其所生产的瓶子之间性能指标的相关性，找到两者之间的合理配比，才能生产出符合YBB00082002-2015标准的瓶子。另外，聚丙烯树脂本身性能指标存在一定的波动性，必须找到性能指标对于标准值具有足够波动范围的聚丙烯树脂，才能满足日常生产需求。

为了找到聚丙烯树脂的正己烷溶出物和IZOD耐冲击强度与其所生产瓶子的正己烷溶出物和抗跌性，均聚聚丙烯树脂与共聚聚丙烯树脂的正己烷溶出物和IZOD耐冲击强度的相关性，我们选取了不同牌号的均聚和共聚聚丙烯树脂，检测树脂的正己烷溶出物，并将不同牌号的树脂进行配比组方来生产瓶子，对不同配方的瓶子进行正己烷溶出物检测。

如（表1）列出了5种牌号聚丙烯树脂的相关理化参数，其中IZOD耐冲击强度是从相关资料中查得，正己烷溶出物按YBB00082002-2015标准中【溶出物试验】（其中取样量为32g树脂）方法检测得到。

（表1）中均聚聚丙烯树脂（T300）正己烷溶出物检出量最低，但同时其“IZOD耐冲击强度”数值也最低。试验（见表二）采用100%均聚聚丙烯树脂（T300）生产瓶子（注拉吹工艺），瓶子检测正己烷溶出物检出值为55.9mg（低于75mg，符合YBB00082002-2015标准），瓶子抗跌性试验结果瓶子破碎（不符合YBB00082002-2015标准）。以此证明，均聚聚丙烯树脂不能单独用于“口服液体药用聚丙烯瓶”。

（表1）中无规共聚聚丙烯树脂正己烷溶出物检出量比较高，但同时其“IZOD耐冲击强度”数值也较高。试验（见表2）采用100%无规共聚聚丙烯树脂（R520Y）生产瓶子（注拉吹工艺），瓶子检测正己烷溶出物检出值为144mg（高于75mg，不符合YBB00082002-2015标准），瓶子抗跌性试验结果瓶子不破碎（符合YBB00082002-2015标准）。从而证明，无规共聚聚丙烯树脂生产的瓶子具有良好的抗跌性，但也不能单独用于“口服液体药用塑料瓶”。

（表1）中所列抗冲击共聚聚丙烯正己烷溶出物检出量高，但其“IZOD耐冲击强度”数值最高。由于B310F、B900F的熔体流动速率较低，单独进行注拉吹成型困难，100%B300F和B900F（包括R900Y）聚丙烯树脂没有进行试验。

表1 聚丙烯树脂相关理化参数

表2 100mlPP瓶单一牌号聚丙烯树脂理化检测情况表

表3 100mlPP瓶不同配方试样情况表

按（表1）所列聚丙烯树脂理化数据，根据树脂成型的性能、外观透明度、IZOD耐冲击强度和正己烷溶出物指标情况，采用不同的配方，进行塑料瓶的试验性生产，具体实施情况见表3。

（表3）中第一组方案两配方是采用均聚与无规共聚按两种比例进行配比混合生产瓶子，结果都无法满足YBB00082002-2015标准，从（表1）数据可以看出无规共聚树脂R520（MFR1.8）熔体流动速率较高，IZOD耐冲击强度相对同类R900Y（MFR0.4）树脂低，其所生产的瓶子抗跌试验同样较低。

（表3）中第二组方案两配方是采用均聚与抗冲击共聚树脂按两种比例进行配比混合生产瓶子，结果其中（25%B310F+75%T300）符合YBB00082002-2015标准，从（表1）数据可以看出B310F抗冲击共聚树脂熔体流动速率（MFR）、正己烷溶出物均较高，造成两配方瓶子正己烷溶出物偏高。

（表3）中第三组方案两配方是采用均聚与抗冲击共聚树脂按两种比例进行配比混合生产瓶子，结果其中（15%B900F+85%T300）能够满足YBB00082002-2015标准。

（表3）中第四组方案两配方是采用均聚与无规共聚按两种比例进行配比混合生产瓶子，结果其中（15%R900Y+85%T300）能够满足YBB00082002-2015标准。

从（表3）四组生产性试验各个配方的瓶子检查结果可以看出，第二、三、四组试验方案中各有一组配方符合YBB00082002-2015要求，但考虑到聚丙烯树脂生产过程理化指标的波动性，采用第三、四组方案中一种配方用于“口服液体药用聚丙烯瓶”生产是合适的。当然，两种聚丙烯瓶外观透明度也有明显差异，可以根据要求进行选用。

结果：

1、（表1）数据分析，聚丙烯树脂的溶出物与其“IZOD耐冲击强度”正相关；

2、（表1）数据分析，同类型聚丙烯熔体流动速率（MRF）与“IZOD耐冲击强度”负相关；

3、（表1）、（表2）数据分析，聚丙烯树脂的溶出物与其所生产的瓶子正相关；聚丙烯树脂的IZOD耐冲击强度与其所生产的瓶子的抗跌试验（抗跌性）正相关；

4、（表3）数据分析，采用不同类型的聚丙烯树脂经合适的配比可以得到符合YBB00082002-2015标准的聚丙烯塑料瓶。

结论：

1、聚丙烯树脂的正己烷溶出物、IZOD耐冲击强度与聚丙烯塑料瓶的正己烷溶出物、抗跌性正相关；同类型聚丙烯的熔体流动速率（MRF）与“IZOD耐冲击强度”负相关。

2、采用不同类型的聚丙烯树脂经合适的配比可以得到符合YBB00082002-2015标准的聚丙烯塑料瓶。

[1]塑料制品加工实用新技术/陈海涛、催春芳、童忠良（化学工业出版社）

[2]塑料制品加工技术/龙文保、武永光（解放军出版社出版）

[3]塑料容器/温耀贤主编、温耀贤，李享仓，温勇合编（中国轻工业出版社）

[4]国家药包材标准/国家药典委员会审定 中国食品药品检定研究院组织编写（中国医药科技出版社）

Polypropylene resin of different types of selection effect on the properties of Medicinal polypropylene bottles

Zhang Siyuan
（Shanghai Huali Plastic Products co.,LTD）

Compared the test result of different polypropylene resin and plastic bottles made of them,then choose two types of them to compound according to a proper proportion,for the standard of medicine polypropylene bottles.Choose the required proportion from these 100mlpp bottles,which are produced by 5 types of polypropylene resin according to different proportion after the 100 MLPP bottles of physical and chemical testing,then find out the relate of physical and chemical inspection index of polypropylene resin and bottles made by polypropylene.N-hexane dissolution、the IZOD impact strength of polypropylene resin and n-hexane dissolution and resilient of polypropylene plastic bottles,which are positively correlated,The same type of polypropylene melt flow rate (MRF)is negatively related to the"the IZOD impact resistance strength",polypropylene bottles can be produced by compound of different types of polypropylene resin in proper proportion,which are up to YBB00082002-2015 standard.

polypropylene resin polypropylene bottles n-hexane soluble matter resilient IZOD impact strength YBB00082002-2015 standard