一種醫(yī)用藥品包裝用聚乙烯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于醫(yī)藥醫(yī)療領(lǐng)域的包裝用材料的制備方法，具體是醫(yī)用藥品包 裝用聚乙烯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 塑料以其優(yōu)異的性能、良好的生物相容性及可塑性，很好地滿足了醫(yī)療領(lǐng)域的嚴(yán) 苛要求，在醫(yī)療產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用。從簡(jiǎn)易到復(fù)雜、低端到高端，醫(yī)用塑料制品包括一次 性注射輸液器，醫(yī)用導(dǎo)管，以醫(yī)用托盤、塑料容器為主的耐用醫(yī)療產(chǎn)品，以吸塑包裝、塑料瓶 為主的醫(yī)療外包裝，人工器官，大中小型醫(yī)療診斷儀器等。
[0003] 醫(yī)藥包裝是醫(yī)用塑料的很大的用處之一，是一種增長(zhǎng)較快的大宗醫(yī)用塑料制品。 用于制造醫(yī)用塑料制品的原料多達(dá)90多種，包括聚烯烴類、聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇脂、硅橡膠、聚氯酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚醚、聚砜、聚丙烯酸酯等。不同種類的塑料在醫(yī) 用塑料市場(chǎng)上的消費(fèi)比例是不同的，其中聚氯乙烯和聚乙烯用量最大。聚氯乙烯的主要問(wèn) 題是存在析出增塑劑、吸附藥物（或與藥物反應(yīng)）、滅菌方法受限、加工降解和廢棄物污染 環(huán)境等問(wèn)題。由于聚氯乙烯樹脂及其添加劑對(duì)人體健康和環(huán)境存在隱患，因此亟需其替代 品，其中聚乙烯是理想的聚氯乙烯替代材料。
[0004] 對(duì)于醫(yī)用藥品包裝用聚乙烯，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，最大的問(wèn)題莫過(guò)于在保證較高強(qiáng) 度的同時(shí)，有效地控制重金屬含量和溶出物含量，而這兩項(xiàng)指標(biāo)是作為醫(yī)用藥品包裝十分 關(guān)鍵的因素。怎樣在現(xiàn)有過(guò)氧化物引發(fā)聚合反應(yīng)的制備技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)關(guān)鍵操作條件 參數(shù)的調(diào)整和控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)有效地控制聚乙烯產(chǎn)物中重金屬和溶出物含量，一直是本領(lǐng)域 的瓶頸和難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種醫(yī)用藥品包裝用聚乙烯的制備方法。通過(guò)該方法制得的 醫(yī)用藥品包裝用聚乙烯，在具有較高強(qiáng)度、較好的耐溶劑性的同時(shí)，還能夠控制重金屬含量 低于3ppm且溶出物含量低于30mg。
[0006] 本發(fā)明方案為：一種醫(yī)用藥品包裝用聚乙烯的制備方法，乙烯烴壓縮，在一定反 應(yīng)壓力下進(jìn)行加熱后進(jìn)入管式反應(yīng)器，在第一反應(yīng)區(qū)經(jīng)有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)聚合，在第二、第 三、第四反應(yīng)區(qū)分別注入過(guò)氧化物進(jìn)行聚合，使用分子量調(diào)節(jié)劑調(diào)整產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，之后進(jìn)行 冷卻分離，得到聚乙烯，所述反應(yīng)壓力為275MPa，四個(gè)反應(yīng)區(qū)反應(yīng)溫度依次分別為275°C、 280°C、280°C、275°C，分子量調(diào)節(jié)劑為丙醛，丙醛流量為25-28kg/h，聚乙烯產(chǎn)物的流變學(xué)特 征粘度值超66000Pa. s且特征模量值低于3120Pa，所述流變學(xué)特征粘度值和特征模量值如 下測(cè)得：用模具將聚乙烯樣品放置于熱壓機(jī)上，在200-260°C、2-4MPa壓力和8-10分鐘熔融 時(shí)間、2-4分鐘的熱壓時(shí)間的控制下待樣品完全熔融后壓制成待用均勻測(cè)試樣片；將樣片 置于應(yīng)變控制型流變儀夾具上，通過(guò)設(shè)置流變儀具體測(cè)試參數(shù)，包括溫度，施加的應(yīng)變、轉(zhuǎn) 動(dòng)頻率、取點(diǎn)模式及積分時(shí)間，測(cè)得角頻率為0. lrad/s時(shí)的特征粘度值，同時(shí)測(cè)得相角為 60°時(shí)的特征模量值。
[0007] 上述第一反應(yīng)區(qū)注入過(guò)氧化物為1. 85L過(guò)氧化氫二叔丁基、3. 05L過(guò)氧化特戊酸 叔丁酯、2. 53L過(guò)氧化碳酸-2-乙基己酸叔丁酯和2. 38L過(guò)氧化-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁 酯。
[0008] 上述第二反應(yīng)區(qū)注入過(guò)氧化物為7. 84L過(guò)氧化氫二叔丁基、0.09L過(guò)氧化碳 酸-2-乙基己酸叔丁酯和0. 53L過(guò)氧化-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯。
[0009] 上述第三反應(yīng)區(qū)注入過(guò)氧化物為5. 38L過(guò)氧化氫二叔丁基、0. 08L過(guò)氧化碳 酸-2-乙基己酸叔丁酯和0. 20L過(guò)氧化-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯。
[0010] 上述第四反應(yīng)區(qū)注入過(guò)氧化物為4. 98L過(guò)氧化氫二叔丁基、0.03L過(guò)氧化碳 酸-2-乙基己酸叔丁酯和0. 69L過(guò)氧化-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯。
[0011] 上述熱壓機(jī)溫度為210-230°C，樣品熔融時(shí)間為8. 5-9. 5分鐘，所用熱壓機(jī)壓力為 2. 5-3. 5Mpa，熱壓機(jī)熱壓時(shí)間為3-4分鐘。
[0012] 上述設(shè)置的流變儀具體測(cè)試參數(shù)中，溫度參數(shù)為200-2KTC中的一個(gè)定值。
[0013] 上述設(shè)置的流變儀具體測(cè)試參數(shù)中，應(yīng)變?yōu)?. 5% -3%中的一個(gè)定值。
[0014] 上述設(shè)置的流變儀具體測(cè)試參數(shù)中，轉(zhuǎn)動(dòng)頻率范圍為0. 01rad/s-600rad/s。
[0015] 上述設(shè)置的流變儀具體測(cè)試參數(shù)中，取點(diǎn)模式為對(duì)數(shù)取點(diǎn)法，每個(gè)數(shù)量級(jí)至少取3 個(gè)點(diǎn)，積分時(shí)間為各測(cè)試頻率下的2個(gè)測(cè)試周期。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：通過(guò)本發(fā)明方案方法制得的醫(yī)用 藥品包裝用聚乙烯，在具有較高強(qiáng)度、較好的耐溶劑性的同時(shí)，還能夠控制重金屬含量低于 3ppm且溶出物含量低于30mg。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。下列實(shí)施 例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件。
[0018] 本發(fā)明方案中，反應(yīng)壓力為275MPa，四個(gè)反應(yīng)區(qū)反應(yīng)溫度依次分別為275°C、 280°C、280°C、275°C，分子量調(diào)節(jié)劑為丙醛，丙醛流量為25-28kg/h，反應(yīng)溫度過(guò)高或過(guò)低、 反應(yīng)壓力過(guò)高或過(guò)低、分子量調(diào)節(jié)劑用量過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)導(dǎo)致制備出的醫(yī)用藥品包裝用 聚乙烯分子量及分布、支化度的變化，從而影響了重金屬含量和溶出物含量是否能夠達(dá)到 標(biāo)準(zhǔn)。
[0019] 本發(fā)明中，用模具將醫(yī)用藥品包裝用聚乙烯樣品在熱壓機(jī)上，溫度范圍為 200-260°C、熔融時(shí)間為8-10分鐘、壓力為2-4Mpa、熱壓時(shí)間為2-4分鐘，此四類參數(shù)必須同 時(shí)分別在上述范圍內(nèi)，才能制得所需樣片，否則溫度過(guò)高或高低，熔融時(shí)間過(guò)短，壓力過(guò)大 或過(guò)小，熱壓時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)，都會(huì)造成如粉料或粒料不能完全恪融、出花、有紋路、有白點(diǎn) 等導(dǎo)致樣片不均勻的現(xiàn)象，不均勻的樣片不能用于后續(xù)流變學(xué)測(cè)試，否則數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確可靠。
[0020] 流變學(xué)測(cè)試條件中，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)摸索，本發(fā)明方案確定是實(shí)驗(yàn)條件為用25mm 錐角為5°的錐板作為夾具，溫度空制在200-210°C，應(yīng)變?yōu)?. 5-3%，頻率測(cè)試范圍為 0. 01-600rad/s，積分取點(diǎn)數(shù)至少為3個(gè)點(diǎn)，測(cè)試周期為2周期，以上參數(shù)必須同時(shí)分別在上 述范圍內(nèi)，超過(guò)上述范圍會(huì)導(dǎo)致因熔融不均問(wèn)題、粘彈性線性區(qū)問(wèn)題、應(yīng)變回復(fù)問(wèn)題、測(cè)試 時(shí)間過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題、測(cè)試過(guò)程中樣品發(fā)生分解的問(wèn)題、超過(guò)儀器控制上下限等等，影響本發(fā)明方 案的測(cè)試精度、準(zhǔn)確性和有效性。 實(shí)施例1
[0021] 乙烯烴壓縮，在275MPa反應(yīng)壓力下進(jìn)行加熱后進(jìn)入管式反應(yīng)器，在第一反應(yīng)區(qū)經(jīng) 有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)聚合，在第二、第三、第四反應(yīng)區(qū)分別注入過(guò)氧化物進(jìn)行聚合。第一反應(yīng) 區(qū)注入過(guò)氧化物為1. 85L過(guò)氧化氫二叔丁基、3. 05L過(guò)氧化特戊酸叔丁酯、2. 53L過(guò)氧化 碳酸-2-乙基己酸叔丁酯和2. 38L過(guò)氧化-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯，第二反應(yīng)區(qū)注入 過(guò)氧化物為7. 84L過(guò)氧化氫二叔丁基、0. 09L過(guò)氧化碳酸-2-乙基己酸叔丁酯和0. 53L過(guò) 氧化-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯，第三反應(yīng)區(qū)注入過(guò)氧化物為5. 38L過(guò)氧化氫二叔丁基、 0. 08L過(guò)氧化碳酸-2-乙基己酸叔丁酯和0. 20L過(guò)氧化-3，5，5-三甲基己酸叔丁酯，第四反 應(yīng)區(qū)注入過(guò)氧化物為4. 98L過(guò)氧化氫二叔丁基、0. 03L過(guò)氧化碳酸-2-乙基己酸叔丁酯和 0. 69L過(guò)氧化-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯。
[0022] 四個(gè)反應(yīng)區(qū)反應(yīng)溫度依次分別為275°(：、280°(：、280°(：、275°(：，使用丙醛調(diào)整產(chǎn)物 結(jié)構(gòu)，丙醛流量為25kg/h，之后進(jìn)行冷卻分離，得到醫(yī)用藥品包裝用聚乙烯。
[0023] 用模具將聚乙烯粒料放置于熱壓機(jī)上，在200 °C下熔融8. 5分鐘，隨后施以3. 5Mpa 的壓力持續(xù)熱壓4分鐘，壓制得到待用均勻測(cè)試樣片；將樣片置于應(yīng)變控制型流變儀直徑 為25mm錐角為5°的錐板夾具上，該流變儀扭矩精度為0.1 nNm，設(shè)置溫度為200°C，施加 3%的應(yīng)變，設(shè)置檢測(cè)頻率范圍為0. 01-100rad/S，以對(duì)數(shù)模式每個(gè)數(shù)量級(jí)取3個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，積 分時(shí)間設(shè)置為2個(gè)周期，測(cè)得角頻率為0. lrad/s時(shí)的特征粘度值，同時(shí)測(cè)得相角為60°時(shí) 的模量值，將測(cè)量值列于表1。 實(shí)施例2
[0024] 乙烯烴壓縮，在275MPa反應(yīng)壓力下進(jìn)行加熱后進(jìn)入管式反應(yīng)器，在第一反應(yīng)區(qū)經(jīng) 有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)聚合，在第二、第三、第四反應(yīng)區(qū)分別注入過(guò)氧化物進(jìn)行聚合。第一反應(yīng) 區(qū)注入過(guò)氧化物為1. 85L過(guò)氧化氫二叔丁基、3. 05L過(guò)氧化特戊酸叔丁酯、2. 53L過(guò)氧化 碳酸一 2-乙基己酸叔丁酯和2. 38L過(guò)氧化-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯，第二反應(yīng)區(qū)注入 過(guò)氧化物為7. 84L過(guò)氧化氫二叔丁基、0. 09L過(guò)氧化碳酸-2-乙基己酸叔丁酯和0. 53L過(guò) 氧化-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯，第三反應(yīng)區(qū)注入過(guò)氧化物為5. 38L過(guò)氧化氫二叔丁基、 0. 08L過(guò)氧化碳酸