PVC/PVDC 固体药用复合硬片PVDC 涂布量测量方法的研究

张磊 王冬伟 范春来 张静 韩乃水 张鹏

（山东省医疗器械产品质量检验中心，国家药品监督管理局药品包装材料质量控制重点实验室）

PVDC,学名“聚偏二氯乙烯”，是一种软化温度在160～200℃的热塑性聚合物，具有头尾相连的线性聚合链结构，分子结构对称，结晶度高。对于PVDC，由于其分子间凝集力强，结晶度高，PVDC 分子中的氯原子有疏水性，不会形成氢键，氧分子和水分子很难在PVDC 分子中移动，从而使其具有优良的阻氧性和阻湿性，且其阻氧性不受周围环境湿度的影响。也就是说，在任何温度或湿度条件下，兼具卓越的阻隔水汽、氧气、气味和香味的能力，是目前公认的在阻隔性方面综合性能最好的塑料包装材料。[1]

聚氯乙烯/聚偏二氯乙烯（PVC/PVDC）固体药用复合硬片常用于固体药品（片剂、胶囊剂）等的泡罩包装，相比于聚氯乙烯（PVC）固体药用硬片，PVC/PVDC 固体药用复合硬片具有较高的阻湿阻氧性能，如表1 所示。

表1 PVC 硬片和PVC/PVDC 复合硬片阻隔性能

PVDC 材料在药品包装中具有举足轻重的作用。PVDC 的涂布量越大，阻隔性能越好，但PVDC 涂布量过大，会导致复合硬片的化学指标降低，因此准确测量PVC/PVDC 固体药用复合硬片中PVDC 的涂布量，有利于对产品性能的把控。

PVC/PVDC 复合硬片的涂布工艺流程为：基材放卷（PVC）—预处理（电晕，提高基材表面粗糙度，增大乳胶附着力）—涂底层粘合剂（使基材与后续PVDC 涂层粘接牢固）—热风干燥—冷却—中间涂层（起阻隔作用的功能涂层）—红外干燥和热风干燥—冷却—面涂层（起阻隔作用并可与药品、食品等直接接触）—红外干燥和热风干燥—冷却—收卷—固化—分切—包装。

YBB00222005-2015 标准中的PVDC 涂布量的检测：取本品适量，裁取100 mm×100 mm 的样品5 片，将样品放在丙酮（或适当溶剂）中浸泡数分钟，取出样片，小心分离PVDC 层，在80℃±2℃中将PVDC 层干燥2 小时，在室温23℃±2℃条件下，放置30 分钟，精密称定每片PVDC层重量，计算，以g/m2表示PVDC 的涂布量，PVDC 涂布量偏差不得过±7%。

在药品包装材料的监督抽查以及注册检测中，发现聚氯乙烯/聚偏二氯乙烯固体药用复合硬片使用现有对应的标准（YBB00222005-2015）进行检测时，将样品用丙酮、乙酸乙酯等溶剂浸泡，短时间浸泡，样品完整但是PVC 和PVDC 无法分离；随着浸泡时间增加，样品破碎严重，PVC和PVDC 无法分离或者只能局部分离，造成无法完成PVDC 涂布量的检测或者检测结果偏差过大，检测结果的精度低,无法使用。如下图所示：

另有其他研究人员公开了在执行 YBB 00202005-2015 标准时，采用乙酸乙酯或丙酮浸泡后，无法将PE 和PVDC 层分离，并且尝试了其他多种有机溶剂，均不能将PVDC 层和PE 层分离开，因此PVDC 涂布量无法测得。[4]

固体药用复合硬片一般采用的是聚氨酯粘合剂，聚氨酯胶粘剂具有在高温高湿的条件下易水解而降低粘合强度的特性，因此我们重新筛选浸泡溶剂，改变浸泡温度，达到分离效果，进而测定PVDC 涂布量。

1. 仪器、试剂与样品

1.1 仪器：电热恒温水浴锅；精密天平（Meterler-Toledo AG）；傅立叶变换红外光谱仪（Thermo Scientific）；烘箱（Memmert）。

1.2 试剂：正己烷（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；甲苯（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；丙酮（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；酸乙酯（分析纯，国药集团化学试剂有限公）；PVDC 乳胶液。

1.3 样品信息：样品1，Perlen converting AG，宽度180 mm，批号B1710108；样品2，四川汇利实业有限公司，宽度190 mm，批号19022066；样品3，淄博中南塑胶有限公司，宽度260 mm，批号18112465。

2. 方法与结果

2.1 筛选溶剂

稀释溶剂的选择，主要考虑因素包括溶剂的 溶解能力、毒性、挥发性和成本等，常用的溶剂有乙酸乙酯、正己烷、甲苯、丙酮四种溶剂，这些溶剂的性质见表2，其中以丙酮和乙酸乙酯溶解度参数最高，也是实验室最为常用的浸泡溶剂。所以首选丙酮和乙酸乙酯。

2.2 确定温度以及时间

PVC/PVDC 刚刚复合好、未经熟化的复合膜粘接强度很低，固化使其形成网状大分子结构并达到较高的粘接强度。一般来说，固化温度控制在40～60℃之间，时间48 小时以上[6]。复合粘合剂一般采用的是水性聚氨酯粘合剂。聚氨酯胶粘剂具有在高温高湿的条件下易水解而降低粘合强度的特性。因此，根据固化温度来确定三个浸泡温度见表3。

表2 常用溶剂的参数[5]

表3 不同温度下，样品中PVDC 分离情况

从上表可以看出，乙酸乙酯在加热的条件下也不能分离复合硬片，排除。

如上图，样品在40℃以及50℃丙酮浸泡时都能够进行分离，只是浸泡时间的长短的问题。

40℃时浸泡时间在6 min 左右得到分离，50℃时浸泡时间在4 min 左右得到分离。由于丙酮沸点较低，所以样品浸泡时丙酮溶液温度过高，虽然PVDC 层可以快速完整分离，但是丙酮挥发量增加，在样品浸泡时，选择丙酮溶液温度控制在40-45℃，可以短时间内将PVDC 层完整分离，同时丙酮挥发量相对较小。最终选定丙酮，浸泡温度定位（40）℃

2.3 空白试验

上述方法中对丙酮溶剂进行了加热处理，为了确定丙酮加热的情况下是否对PVDC 造成外观，重量以及内部结构的变化。进行下列试验。

用PVDC 乳胶液做成了3 片成品（1#、2#、3#），进行外观检查，称重以及红外测量。将样品放置在加热至40℃的丙酮中，放置时间为8 min，将样品取出，在80℃±2℃中将PVDC 层干燥2小时，在室温23℃±2℃条件下，放置30 分钟，进行外观检查，称量以及红外测量。前后进行对比，结果如下。

1）外观：样品的外观前后无明显变化，如下图所示：

2）红外图谱：3 批产品试验前后图谱一致，说明PVDC 在加热的丙酮中没有发生内部结构的变化。

3）克重：称重后，偏差最多为0.2%，可以忽略不计。（注：偏差=（试验后-试验前）÷试验前×100%）

表4 重量的变化

通过以上实验，确定了使用丙酮溶剂，浸泡温度确定为40±2℃，浸泡时间为6 min 左右.可以快速的进行PVDC 涂布量分离，进而进行偏差的测量，空白试验表明丙酮溶剂在试验温度下不会影响PVDC 的重量。

3. 作用

1. PVDC 的涂布量对药用复合材料水蒸气的透过量有很大的影响，所以准确检测PVDC 涂布量，利于对产品性能的把控。

2. PVDC 的价格比较高，在企业的产品中，检测PVDC 涂布量的偏差过大会对成本造成一定的影响，所以准确检测PVDC 涂布量，有利于控制产品成本。

3. 在药品包装材料的检测中，能够对PVDC涂布量指标进行准确的检测，进而判断该产品是否符合要求，并且本方案显著提高了PVDC 涂布量指标的检测效率，缩短了检测时间，提高了检测人员的工作效率。