煅烧高岭土在药用溴化丁基橡胶瓶塞胶料中的应用

马东风，杨明真，梁明伟，刘海洪

（郑州翱翔医药科技股份有限公司，河南 郑州 450001）

煅烧高岭土是天然高岭土经煅烧脱水、去除挥发性物质而制得的一种白度高、比表面积大、绝缘性和热稳定性好的矿物质材料[1-2]。煅烧高岭土具有优异的耐化学腐蚀性、耐溶剂性、耐酸碱性及良好的补强和加工性能[3]，且与卤化丁基橡胶（XIIR）相容性好，用其制备的药用橡胶瓶塞具有吸湿率低、化学稳定性和气密性好、耐热性能和耐老化性能优、无生理毒副作用等特点，有利于药品贮存[4]，因此煅烧高岭土在药用XIIR瓶塞胶料中得到广泛应用。煅烧高岭土在药用溴化丁基橡胶（BIIR）瓶塞胶料中用量较大，其对药用BIIR瓶塞的生产工艺、物理性能及化学性能具有重要影响。

为了寻找质优价廉的药用BIIR瓶塞用原材料，我公司对国产普通煅烧高岭土PBK1250、进口普通煅烧高岭土Iceberg和氨基硅烷偶联剂改性陶土Burgess2211在药用BIIR瓶塞胶料中的应用性能进行了研究。

1 实验

1.1 主要原材料

BIIR，牌号2211，埃克森美孚公司产品；普通煅烧高岭土PBK1250，陕西蒲白高岭土有限责任公司产品；普通煅烧高岭土Iceberg和氨基硅烷偶联剂改性陶土Burgess2211，美国Burgess颜料公司产品。

1.2 配方

BIIR2211 100，煅烧高岭土（变品种） 70，氧化镁 7，钛白粉 2，炭黑 0.4，硫黄 0.6，合计 180.0。

1#配方采用普通煅烧高岭土PBK1250，2#配方采用普通煅烧高岭土Iceberg，3#配方采用改性陶土Burgess2211。

1.3 主要设备与仪器

X（S）N-3/3.2-32型加压式密炼机和XK-250G型开炼机，大连诚信橡塑机械有限公司产品；P-V-100-PCD型硫化机，台湾磐石油压工业股份有限公司产品；J23-6.3型冲切机，扬州锻压机床集团有限公司产品；UR-2010SD型无转子硫化仪，优肯科技股份有限公司产品；GT-7001-F2-PC型拉力试验机，高铁检测仪器有限公司产品。

1.4 试样制备

将BIIR和炭黑在开炼机中捏炼3次，缓慢分批加入煅烧高岭土、氧化镁和钛白粉，最后加入硫黄，过辊15遍，辊速比为1.2，辊温维持在50 ℃以下，下片厚度为4 mm。

试样用平板硫化机硫化，硫化温度为185 ℃，硫化时间根据t90确定。

1.5 性能测试

药用BIIR瓶塞性能按照YBB00042005—2015《注射液用卤化丁基橡胶塞》进行测试，胶料性能按相应国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 煅烧高岭土理化性能

药用BIIR制品胶料用填料要求重金属（铅、铬、铜）含量低、纯度和洁净度较高、惰性较强，煅烧高岭土是首选品种之一[5]。3种煅烧高岭土的理化性如表1所示，外观如图1所示。从表1可以看出，3种煅烧高岭土的主要化学成分二氧化硅的质量分数均不大于0.55，氧化铝质量分数均不小于0.40，各项指标均符合企业标准要求。

表1 3种煅烧高岭土的理化性能

图1 3种煅烧高岭土的外观

从图1可以看出，普通煅烧高岭土Iceberg最白，粒子最细，这与表1中普通煅烧高岭土Iceberg白度最大、粒径最小的结果一致。

2.2 胶料性能

采用煅烧高岭土的BIIR胶料硫化特性和物理性能如表2所示。从表2可以看出，采用普通煅烧高岭土Iceberg的2#配方胶料的硫化特性与采用普通煅烧高岭土PBK1250的1#配方胶料相当，但其拉断永久变形很大；采用改性陶土Burgess2211的3#配方胶料的硫化速度较快，硫化程度明显提高，硬度、定伸应力、撕裂强度较大，拉断永久变形较小。

表2 3种煅烧高岭土对BIIR胶料硫化特性和物理性能的影响

2.3 成品药用BIIR瓶塞性能

用试验配方胶料制造20-B2a型药用BIIR瓶塞，1#，2#，3#配方瓶塞的硫化时间分别为5，5，4 min，硫化温度均为185 ℃。

2.3.1 洁净度

本工作主要通过观察药用BIIR瓶塞萃取液的澄清度来鉴定其洁净度，方法如下：取18只药用BIIR瓶塞，用纯净水清洗并干燥后放置在500 mL锥形瓶中，加入300 mL纯净水，在高压锅中加热到121 ℃，用纯净水萃取1 h；取出锥形瓶并冷却，在冷却过程中取出胶塞，萃取液静置冷却24 h，观察水样的澄清度，结果如图2所示。从图2可以看出，采用普通煅烧高岭土PBK1250的1#配方药用BIIR瓶塞的萃取液澄清度最低，采用普通煅烧高岭土Iceberg的2#配方药用BIIR瓶塞的萃取液澄清度最高，采用改性陶土Burgess2211的3#配方药用BIIR瓶塞的萃取液澄清度介于前两者之间，说明采用普通煅烧高岭土Iceberg的药用BIIR瓶塞的耐萃取性较好。

图2 3种高岭土的药用BIIR瓶塞的萃取液外观

2.3.2 与药品的高温相容性

药用BIIR瓶塞与药品的相容性是指橡胶瓶塞与药物间的相互影响或迁移，包括物理相容、化学相容和生物相容。本研究中相容性测试方法如下：在药瓶中装入1.0 g头孢哌酮舒巴坦钠药粉，盖好瓶塞，将药瓶倒置，在60 ℃恒温箱里放置10 d，自然冷却后在瓶中加入10 mL纯净水，观察水样的澄清度，澄清度等级值越低，说明澄清度越高，瓶塞与药品的相容性越好，取5个瓶塞重复试验，结果如表3所示。从表3可以看出，采用普通煅烧高岭土PBK1250的药用BIIR瓶塞的水样澄清度等级略低，说明采用普通煅烧高岭土PBK1250的药用BIIR瓶塞与药品的高温相容性略高于采用普通煅烧高岭土Iceberg和改性陶土Burgess2211的药用BIIR瓶塞。但在药用BIIR瓶塞批量化生产时，煅烧高岭土品种对瓶塞与药品高温相容性的影响有待进一步验证。

表3 药用BIIR瓶塞与药品的高温相容性

3 结论

（1）采用普通煅烧高岭土PBK1250的胶料硫化特性与采用普通煅烧高岭土Iceberg的胶料相当；采用改性陶土Burgess2211的胶料硫化速度较快，硫化程度明显提高，硬度、定伸应力和撕裂强度较高，拉断永久变形较小，采用普通煅烧高岭土Iceberg的胶料的拉断永久变形较大。

（2）采用普通煅烧高岭土Iceberg的药用BIIR瓶塞耐萃取性优于采用普通煅烧高岭土PBK1250和改性陶土Burgess2211的药用BIIR瓶塞。

（3）采用普通煅烧高岭土PBK1250的药用BIIR瓶塞与药品的高温相容性略高于采用普通煅烧高岭土Iceberg和改性陶土Burgess2211的药用BIIR瓶塞。