聚丙烯改性研究及其在输液瓶瓶盖中的应用

聚丙烯改性研究及其在输液瓶瓶盖中的应用

王以秀，张乃潮，唐雷，朱雪真，刘应福，李忠志

威高集团创新公司

大输液制剂作为常用药之一，临床需求量非常大。作为第一代输液产品玻璃瓶装大输液，由于玻璃瓶包装的生产工艺复杂，需反复清洗使用，易产生玻璃纤维，质量难以控制，存在对人体健康产生不良影响的诸多隐患，且运输成本高、易碎。同时使用后的玻璃瓶不便处理、污染环境，逐步淘汰是必然的趋势。随着人们医疗健康水平和科学技术不断提高，塑料包装大输液已成为当今国际输液包装发展的主流之一。

2006年全国各类输液的用量约为30多亿瓶，塑瓶输液约占20%，瓶盖料的用量将高达2500吨，产值达1亿元；预计未来几年塑瓶输液的需求量将占输液产量的40-50%，将达到15亿瓶，瓶盖料的用量将达6000吨，产值达2亿元。输液用改性聚丙烯瓶盖料目前国内只有几家公司生产，而市场瓶盖料的用量每年以10%的速度递增，面对如此巨大的市场，同时为了保证威高集团洁瑞医用制品有限公司的市场竞争力，我公司决定研制开发输液用改性聚丙烯瓶盖料。

目前，我公司已经大批量生产输液用改性聚丙烯瓶盖料，除了供威高集团药业公司使用，还对外销售。

1 实验部分

1.1主要原料

无规共聚聚丙烯（PP），乙烯—辛烯共聚物（POE），聚乙烯（PE），三元乙丙橡胶（EPDM），乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA）。

以上原料均为商品。

1.2 试验设备

双螺杆挤出机

南京橡塑机械厂制造的SJSH-40双螺杆挤出机组。其螺杆直径Φ为40mm，长/径比为36,各段温度控制在150－220℃。

1.3 性能检测

1.3.1 熔体指数

采用长春长城试验机厂生产的XNK—400Z型熔融指数仪，测试条件为230℃，

2.16Kg。

1.3.2 拉伸性能

采用长春长城试验机厂生产的WDT—5KN电子万能试验机，拉伸速度为200mm/min，测力 500N 。试样条采用压片成型法制备。

2.结构与讨论

2.1聚丙烯（PP）与乙烯—辛烯共聚物（POE）进行共混改性

表1：PP与POE不同比例对瓶盖料性能的影响

聚烯烃弹性体POE是一种饱和的乙烯-辛烯共聚物，是通过乙烯、辛烯的原位聚合技术生产的。POE具有非常窄的分子量分布和一定的结晶度。其结构中结晶的乙烯链节作为物理交联点承受载荷，非晶的乙烯和辛烯长链贡献弹性。通过实验观察：

当POE的百分含量超过25%时，对PP的增韧效果明显提高，当POE的百分含量达到50%时，则PP/POE共混物的强度明显下降。

2.2聚丙烯（PP）与三元乙丙橡胶（EPDM）进行共混改性

表2 PP与EPDM不同比例对瓶盖料性能的影响

通过对表2与表1中数据的比较可以发现EPDM对PP的增韧效果要远低于POE。

2.3 不同PP与不同POE共混对瓶盖料性能的影响

表3不同PP与POE不同比例对瓶盖料性能的影响

由于W531是高乙烯含量的无规共聚聚丙烯，其中的乙烯起到了增容剂的作用，使得PP/POE共混后韧性的效果比表1中的结果明显增加。

2.4聚丙烯（PP）、乙烯—辛烯共聚物（POE）和聚乙烯（PE）进行共混改性

表4：PE添加不同比例对瓶盖料性能的影响

与表1相对比，当PP/POE=50/50时，拉伸强度低于10，而在表4中当PP/POE=50/50时再加上PE后，拉伸强度和断裂伸长率都得到很大提高，说明添加适量的PE可促进PP/POE的相容性。

2.5瓶盖料和乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA）进行共混改性

表5：EVA添加不同量对瓶盖料性能的影响

在瓶盖料里添加EVA，当添加量超过9%，硬度下降很明显并且拉伸强度略有下降。

3.结论

（1）POE对聚丙烯的增韧效果高于EPDM和EVA。

（2）选择乙烯含量高的无规共聚聚丙烯有利于提高POE增韧效果。