煅燒高嶺土在藥用溴化丁基橡膠瓶塞膠料中的應用

馬東風，楊明真，梁明偉，劉海洪

（鄭州翱翔醫藥科技股份有限公司，河南 鄭州 450001）

煅燒高嶺土是天然高嶺土經煅燒脫水、去除揮發性物質而制得的一種白度高、比表面積大、絕緣性和熱穩定性好的礦物質材料[1-2]。煅燒高嶺土具有優異的耐化學腐蝕性、耐溶劑性、耐酸堿性及良好的補強和加工性能[3]，且與鹵化丁基橡膠（XIIR）相容性好，用其制備的藥用橡膠瓶塞具有吸濕率低、化學穩定性和氣密性好、耐熱性能和耐老化性能優、無生理毒副作用等特點，有利于藥品貯存[4]，因此煅燒高嶺土在藥用XIIR瓶塞膠料中得到廣泛應用。煅燒高嶺土在藥用溴化丁基橡膠（BIIR）瓶塞膠料中用量較大，其對藥用BIIR瓶塞的生產工藝、物理性能及化學性能具有重要影響。

為了尋找質優價廉的藥用BIIR瓶塞用原材料，我公司對國產普通煅燒高嶺土PBK1250、進口普通煅燒高嶺土Iceberg和氨基硅烷偶聯劑改性陶土Burgess2211在藥用BIIR瓶塞膠料中的應用性能進行了研究。

1 實驗

1.1 主要原材料

BIIR，牌號2211，埃克森美孚公司產品；普通煅燒高嶺土PBK1250，陜西蒲白高嶺土有限責任公司產品；普通煅燒高嶺土Iceberg和氨基硅烷偶聯劑改性陶土Burgess2211，美國Burgess顏料公司產品。

1.2 配方

BIIR2211 100，煅燒高嶺土（變品種） 70，氧化鎂 7，鈦白粉 2，炭黑 0.4，硫黃 0.6，合計 180.0。

1#配方采用普通煅燒高嶺土PBK1250，2#配方采用普通煅燒高嶺土Iceberg，3#配方采用改性陶土Burgess2211。

1.3 主要設備與儀器

X（S）N-3/3.2-32型加壓式密煉機和XK-250G型開煉機，大連誠信橡塑機械有限公司產品；P-V-100-PCD型硫化機，臺灣磐石油壓工業股份有限公司產品；J23-6.3型沖切機，揚州鍛壓機床集團有限公司產品；UR-2010SD型無轉子硫化儀，優肯科技股份有限公司產品；GT-7001-F2-PC型拉力試驗機，高鐵檢測儀器有限公司產品。

1.4 試樣制備

將BIIR和炭黑在開煉機中捏煉3次，緩慢分批加入煅燒高嶺土、氧化鎂和鈦白粉，最后加入硫黃，過輥15遍，輥速比為1.2，輥溫維持在50 ℃以下，下片厚度為4 mm。

試樣用平板硫化機硫化，硫化溫度為185 ℃，硫化時間根據t90確定。

1.5 性能測試

藥用BIIR瓶塞性能按照YBB00042005—2015《注射液用鹵化丁基橡膠塞》進行測試，膠料性能按相應國家標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 煅燒高嶺土理化性能

藥用BIIR制品膠料用填料要求重金屬（鉛、鉻、銅）含量低、純度和潔凈度較高、惰性較強，煅燒高嶺土是首選品種之一[5]。3種煅燒高嶺土的理化性如表1所示，外觀如圖1所示。從表1可以看出，3種煅燒高嶺土的主要化學成分二氧化硅的質量分數均不大于0.55，氧化鋁質量分數均不小于0.40，各項指標均符合企業標準要求。

表1 3種煅燒高嶺土的理化性能

圖1 3種煅燒高嶺土的外觀

從圖1可以看出，普通煅燒高嶺土Iceberg最白，粒子最細，這與表1中普通煅燒高嶺土Iceberg白度最大、粒徑最小的結果一致。

2.2 膠料性能

采用煅燒高嶺土的BIIR膠料硫化特性和物理性能如表2所示。從表2可以看出，采用普通煅燒高嶺土Iceberg的2#配方膠料的硫化特性與采用普通煅燒高嶺土PBK1250的1#配方膠料相當，但其拉斷永久變形很大；采用改性陶土Burgess2211的3#配方膠料的硫化速度較快，硫化程度明顯提高，硬度、定伸應力、撕裂強度較大，拉斷永久變形較小。

表2 3種煅燒高嶺土對BIIR膠料硫化特性和物理性能的影響

2.3 成品藥用BIIR瓶塞性能

用試驗配方膠料制造20-B2a型藥用BIIR瓶塞，1#，2#，3#配方瓶塞的硫化時間分別為5，5，4 min，硫化溫度均為185 ℃。

2.3.1 潔凈度

本工作主要通過觀察藥用BIIR瓶塞萃取液的澄清度來鑒定其潔凈度，方法如下：取18只藥用BIIR瓶塞，用純凈水清洗并干燥后放置在500 mL錐形瓶中，加入300 mL純凈水，在高壓鍋中加熱到121 ℃，用純凈水萃取1 h；取出錐形瓶并冷卻，在冷卻過程中取出膠塞，萃取液靜置冷卻24 h，觀察水樣的澄清度，結果如圖2所示。從圖2可以看出，采用普通煅燒高嶺土PBK1250的1#配方藥用BIIR瓶塞的萃取液澄清度最低，采用普通煅燒高嶺土Iceberg的2#配方藥用BIIR瓶塞的萃取液澄清度最高，采用改性陶土Burgess2211的3#配方藥用BIIR瓶塞的萃取液澄清度介于前兩者之間，說明采用普通煅燒高嶺土Iceberg的藥用BIIR瓶塞的耐萃取性較好。

圖2 3種高嶺土的藥用BIIR瓶塞的萃取液外觀

2.3.2 與藥品的高溫相容性

藥用BIIR瓶塞與藥品的相容性是指橡膠瓶塞與藥物間的相互影響或遷移，包括物理相容、化學相容和生物相容。本研究中相容性測試方法如下：在藥瓶中裝入1.0 g頭孢哌酮舒巴坦鈉藥粉，蓋好瓶塞，將藥瓶倒置，在60 ℃恒溫箱里放置10 d，自然冷卻后在瓶中加入10 mL純凈水，觀察水樣的澄清度，澄清度等級值越低，說明澄清度越高，瓶塞與藥品的相容性越好，取5個瓶塞重復試驗，結果如表3所示。從表3可以看出，采用普通煅燒高嶺土PBK1250的藥用BIIR瓶塞的水樣澄清度等級略低，說明采用普通煅燒高嶺土PBK1250的藥用BIIR瓶塞與藥品的高溫相容性略高于采用普通煅燒高嶺土Iceberg和改性陶土Burgess2211的藥用BIIR瓶塞。但在藥用BIIR瓶塞批量化生產時，煅燒高嶺土品種對瓶塞與藥品高溫相容性的影響有待進一步驗證。

表3 藥用BIIR瓶塞與藥品的高溫相容性

3 結論

（1）采用普通煅燒高嶺土PBK1250的膠料硫化特性與采用普通煅燒高嶺土Iceberg的膠料相當；采用改性陶土Burgess2211的膠料硫化速度較快，硫化程度明顯提高，硬度、定伸應力和撕裂強度較高，拉斷永久變形較小，采用普通煅燒高嶺土Iceberg的膠料的拉斷永久變形較大。

（2）采用普通煅燒高嶺土Iceberg的藥用BIIR瓶塞耐萃取性優于采用普通煅燒高嶺土PBK1250和改性陶土Burgess2211的藥用BIIR瓶塞。

（3）采用普通煅燒高嶺土PBK1250的藥用BIIR瓶塞與藥品的高溫相容性略高于采用普通煅燒高嶺土Iceberg和改性陶土Burgess2211的藥用BIIR瓶塞。