医用热塑性溴化丁基橡胶市场前景分析_田洪池

医用热塑性溴化丁基橡胶市场前景分析

山东道恩高分子材料股份有限公司

田洪池 张世甲 孙显茹 刘 蕾 赵 磊 刘晓平

随着人们对药品包装材料、药品贮存、使用安全、稳定性影响的重视程度提高，国家监管加强，医药用胶塞原材料从早期的天然橡胶为主到2000年之后逐步替换为卤化丁基橡胶。因丁基胶塞优异的弹性、密封性能，稳定的化学性质，特别是卤化丁基橡胶硫化剂用量少、制品密封性优，以及溶血、热源、急性毒性等生物指标符合医药用要求，2005年1月，国家食品药品监督管理局的国食药监注[2005]13号文件对全面淘汰普通天然胶塞工作做出调整，注射用青霉素（钠盐、钾盐）及基础输液2005年6月30日之前为过渡期，其余大容量注射剂延缓至2005年12月31日完成药用胶塞“丁基化”替换工作。

2012年1月，医药包装材料首次进入《医药工业“十二五”发展规划》，并成为医药工业转型升级中的重点发展领域；国家发改委2013年2月发布的《产业结构调整指导目录（2011 年本）》（修正），新型药用包装材料及其技术开发和生产被列入医药产业中鼓励发展的子行业，特别提到医药包装行业中的可降解材料，超洁净材料，具有避光、高阻隔性、高透过性的功能性材料，新型给药方式的包装。

在以上政策导向以及胶塞行业的技术和市场背景下，经过多年开发和应用性研究，山东道恩高分子材料股份有限公司利用具有完全自主知识产权、获得国家技术发明奖二等奖的“完全预分散—动态硫化制备热塑性硫化橡胶的成套工业化技术”，推出医用热塑性溴化丁基橡胶(TPIIR)。

一、热塑性溴化丁基橡胶

热塑性溴化丁基橡胶为大量溴化丁基橡胶和少量聚丙烯，通过动态硫化反应技术制备，可热塑性加工且具有热固性溴化丁基橡胶的使用性能，具有优异弹性、密封性，可回收循环，材料组成简单洁净、无硫，不添加防老剂和稳定剂，提高了弹性体材料在医药包装应用中的安全性，可直接注塑成型胶塞、组合盖、输液袋（瓶）的垫片等，生产过程更加清洁、工艺简单、大幅降低能耗、有效降低制品成本。

热塑性溴化丁基橡胶通过橡塑共混、动态全硫化制备。基于“完全预分散—动态硫化制备热塑性硫化橡胶的工业化技术”，在混炼机械的高速剪切应力作用下，共混体系发生相反转，被硫化的橡胶以微米级的颗粒分散在作为连续相聚丙烯中，形成相态结构为“海—岛”结构的热塑性

行业综述

溴化丁基橡胶，这种特殊的微观结构不仅为材料提供了弹性和加工流动性，更重要的是洁净程度更优的聚丙烯连续相，将需要硫化体系配合的溴化丁基橡胶相分散成的小颗粒包覆其中，在直接接触药品使用特别是长期贮存时，更能降低药品有效成分浸入包装材料以及材料中可能存在的可抽出物对药品质量产生影响和穿刺落屑的风险。TPIIR 透射电子显微镜下微观结构见图1。

中产生粉尘、硫化烟气，很难控制超净的环境。天然橡胶中含有可能生成的亚硝胺（致癌物质）。

安徽华峰医药橡胶有限公司利用道恩股份原材料所生产的TPIIR 型胶塞，经过国家食品药品监督管理局下属的两家检测中心—安徽省药品包装材料与容器检测中心和济南药品包装材料检验中心检测，各项数值远优于国家食品药品监督管理局国家药品包装容器（材料）标准YBB00042005注射液用卤化丁基胶塞的要求。具体见表1。

2.TPIIR 制备胶塞与传统热固性丁基橡胶制备胶塞相比

热塑性溴化丁基橡胶具有低成本、低能耗、无边角料损耗等优点，更符合我国目前节约资源能源、减少环境污染的产业政策导向。

（1）工艺简单，投资少，能耗低，效

率高。在保证医用胶塞优良的使用性能（气密性能等）前提下，采用热塑性溴化丁基橡胶可直接注塑成型制造胶塞，能耗降低75%，生产效率提高10 倍以上。如采用热固性溴化丁基橡胶，胶塞制造企业必需购买成套的橡胶加工设备和所需的各种原材料，经过混炼、返炼和硫化等复杂工序才能获得产品，设备投资大。

（2）无边角料损耗，节约资源，减少环境污染。热塑性溴化丁基橡胶具有热塑性，不产生边角余料和废料，无污染。而热固性溴化丁基橡胶制造胶塞通常采用模压硫化成型，产生边角余料和废料约占15%。

（3）综合成本低。由于热塑性溴化丁基橡胶在生产上具有工艺简化、生产流程短、不产生边角余料和废料等优点，热塑性溴化丁基橡胶比使用热固性溴化丁基橡胶综合成本约低10.7%。

二、市场前景分析

我国年生产近160亿支注射用粉针剂（包括冻干粉针剂）药品，60

亿瓶（袋）

图1 TPIIR 透射电子显微镜下微观结构 注：深色为染色后的硫化分散相橡胶颗粒，浅色为连续相聚丙烯

1.TPIIR 提升医用胶塞安全等级（1）在使用安全性上，热塑性溴化丁基橡胶使用安全性能较热固性溴化丁基橡胶更高。这主要是由热塑性溴化丁基橡胶的微观结构决定的，聚丙烯连续相包裹着橡胶粒子，使得在针刺过程中不容易落屑，热塑性溴化丁基橡胶是采用动态硫化技术制备的，动态硫化技术特点是硫化效率极高、硫化彻底，硫化剂残留量极低，同时可以在较低含溴量、无硫黄和无氧化锌的条件下实现较高的硫化程度，且连续相聚丙烯的存在还可以阻止橡胶配方中的成分迁移进入药液，安全性得到大大提高。

（2）密封性能更加可靠：优异的隔绝水、空气性能，氧气透过率相当于用于医用胶塞的热固性溴化丁基橡胶的硫化胶；穿刺后对针的静态保持力出色；针拔出后针孔再密封完好。

（3）采用热塑性溴化丁基橡胶生产胶塞，小洁净室操作，可控制微粒和致热原物质，避免环境污染，提高输液洁净度。而热固性溴化丁基橡胶制造胶塞生产过程

大输液药品，约300亿个胶塞，国内市场医用丁基橡胶消耗量约为3.8万吨，并以每年约9%的速度增长，全球用于医用胶塞的丁基橡胶消耗量约20万吨。

国内药用卤化丁基橡胶属热固性弹性体，存在诸多不足：配方单一，难以适用种类繁多的药品；穿刺、磨损可造成落屑或者固体填料掉落，可见异物、不溶性微粒超标影响药品质量和用药安全；针对以上两个问题采用的覆膜技术使制造成本增加、密封性能下降；卤化丁基橡胶属于极性聚合物，易于吸附尘埃、纤维等；硫化成型工艺过程繁复（一般包括配料、密炼、开炼、压延、模压硫化、冲切、清洗、干燥、硅化、包装），生产环境要求严苛，能耗高，制造过程的边角废料及残次品无法回收再利用，药用卤化丁基橡胶瓶塞又是一次性使用的消耗品，造成资源浪费和对环境的污染。

随着丁基胶塞推广应用，作为热固性橡胶产品的缺点在热塑性弹性体材料快速发展过程中也逐渐凸显，相对于热固性橡胶的硫化配方单一很难适应多种药物包装、工艺复杂设备及资金投入量大、市场竞争趋于同质低价竞争，热塑性弹性体作为常温下具有橡胶的弹性、高温下可塑化成型的一类材料用于医用胶塞，因其加工成型简单、可进一步提升药用安全性等优势渐成趋势。从2005年美国西氏公司率先推出热塑性弹性体胶塞后，在2007年德国杜塞尔多夫举行的国际医药及包装展会上，涌现出大量以热塑性弹性体制造的胶塞产品，其代表了医药包装趋势。随后比利时Helvoet、法国Stelmi、日本大协等

表1 

安徽华峰胶塞产品检测结果

1热源应无热源反应符合要求合格2溶血/%溶血率应小于50.2合格3急性全身毒性应无急性全身毒性反应符合要求合格4鉴别（1）应产生白色沉淀或淡黄色沉淀产生淡黄色沉淀（溴化）合格5鉴别（2）红外光谱应与对照图谱基本一致符合要求合格6灰分/%遗留残渣不超过452合格7易挥发性硫化物/μgNa

2

S·20cm-2≤50＜50合格8澄清度与颜色检验液应澄清无色。如显浑浊，与2号浊

度标准液比较，不得更浓。如显色，与黄绿

色5号标准比色液比较，不得更深

检验液澄清无色合格

9pH变化值与空白液两者之差不得大于1.00.1合格10紫外吸收度（波长220nm~360nm）≤0.10.1合格11不挥发物/mg与空白液两者之差不超过4.0 1.4合格12易氧化物/mL与空白液两者消耗滴定液之差不得过3.00.4合格13重金属不超过百万分之一小于百万分之一合格14铵离子/%≤0.00008＜0.00008合格

15锌离子检验液应不得显色；如显色，与标准锌溶液

3.0mL,加空白对照液7mL与2mol/L盐酸

1mL和亚铁氰化钾试液3滴对照液比较，

不得更深符合要求（检验液颜色

浅于对照液）

合格

16电导率/μS·cm-1≤40.0 4.4合格

17125【1,2】外观A类针刺圈内或与内容物接触面应无污点、杂质、

气泡和裂纹符合要求合格

18125【5,6】外观B类表面无污点、杂质、胶丝、胶屑、海绵状、毛

边、塞颈部分不得粗糙不得缺胶符合要求合格

19125【14,15】外观C类应不得有除边造成的残缺和锯齿、模具造

成的痕迹，色泽不得明显不均符合要求合格

20穿刺落屑，粒/10个按标准检验，落屑数应不超过200合格

21密封性与穿刺器保持性按标准检验，穿刺器4h不被拔出；且胶塞

穿刺部位应无水泄漏合格要求合格

22穿刺力/N按标准检验，平均穿刺力不得过7517合格

按标准检验，每个胶塞穿刺力不超过8016~18合格23不溶性微粒，粒/mL≥10μm应小于301~3合格≥25μm应小于30合格