纳米高岭土在药用卤化丁基橡胶瓶塞中的应用

药用瓶塞和密封件用卤化丁基橡胶王备战编译摘要：埃克森公司的卤化丁基橡胶在全世界广泛用于医药瓶塞和密封件，它具有的高度不透气、不透水性、化学惰性和纯净性（助剂和杂质含量低）使其成为医药瓶塞和密封件等用途的必然选择。

本文介绍了一些进一步改善使用埃克森卤化丁基橡胶制造的医药瓶塞“药品相容性”的最新研究成果，以帮助中国用户满足非常严格的“药品浊度”标准要求；并讨论了药品浊度的产生机理和影响因素，通过对先锋5＃抗生素和各种瓶塞进行的实际药品浊度的研究，重点阐明所用聚合物品种和硫化剂对获得良好药品相容性的重要性。

关键词卤化丁基橡胶胶塞相容性前言高聚物材料作为医药包装保存药物和医疗器械使用已经有很久的历史了，它们包括天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁腈橡胶，三元乙丙橡胶，丁基橡胶，氯化丁基橡胶，溴化丁基橡胶和Exxpro TM高聚物等。

直到最近一段时间，选择材料才主要依靠其适用性、费用和物理性能上，例如，天然橡胶由于其极好的密封性、针刺落屑性和较低费用的适用性等，已在欧洲和美国连续使用了五十年。

医药用塞子现在已被广泛应用于注射剂瓶，输液瓶，预封装注射器，医疗装置，冻干制剂容器，血液和生物样品采集管等器具上。

药品开发（例如新一代抗菌素）和人体健康标准的进一步提高导致了人们对药品储存过程中与之接触的包装材料更高洁净度的需求，高的不透水、不透气性材料也需要能够阻止药品的水合或氧化，并且允许药品在真空或者惰性气体下进行封装，而且，现代的包装材料要求的化学和生理惰性与良好的耐热、耐老化一样，还要具有耐老化和耐灭菌处理过程的性能。

医药用塞子和密封件正朝着更高洁净度的方向发展，它包括：（1）运用与现代敏感药物相容性好的高洁净的弹性体（2）运用高纯度的组分，减少任何可以从塞子中迁出并干扰药品性质的化学物质的种类（3）使用少量洁净的硫化剂（4）严格控制可见与不可见微粒的污染药用瓶塞和密封件用弹性体材料在所有用在医药塞子和密封件的配方组分中弹性体材料的性能最重要，并且量最大（－在50wt％以上）。

丁基橡胶瓶塞及相关橡胶产品在药用包装中的不同应用作者：黄佑铭傅宇环李劭一概述药用丁基橡胶瓶塞作为一种替代天然胶塞的新型药用包装材料已越来越广泛地被人们所熟知。

国家食品药品监督管理局为了全面淘汰天然胶塞，在2000年颁布国药管注［2000］462号文对天然胶塞的使用作出了相关限制性规定，随着国家食品药品监督管理局2004年第13号令的颁布实施，全面淘汰天然胶塞的最后期限业已临近。

药用丁基胶塞作为一种提升药品包装质量需要的新型药包材，已开始在我国制药行业内大范围使用。

由于人们对众多橡胶种类及其性能的了解差异，往往在其监管和应用上会产生一些误区，这将直接影响到药包材的选用，因此我们针对丁基胶塞及其相关橡胶产品的不同应用进行一下探讨。

二药品对直接接触的药包材料的要求药品因其保持药效、防止污染变质、防止药品渗漏、无生物毒性以及刺穿后再密封性好等功能的特殊性，对其密封材料极具选择性，主要体现在如下三个方面：1 药品的稳定性要求：因瓶塞直接与药品接触，对药品的影响可能存在以下缺点：瓶塞污染药品（通过直接或催化的结果、生理作用）、瓶塞吸收药品中物质（丢失活性物质或稳定剂）、药品中的物质通过瓶塞流失（脱水、丢失惰性气体）、通过瓶塞带入其他物质（变湿、氧化、吸收二氧化碳等）。

2瓶塞稳定性药品对瓶塞可能存在如下作用：药品使瓶塞膨胀、药品对瓶塞有化学侵蚀、瓶塞严重老化、消毒时瓶塞降解。

因此能用于瓶塞的材料就需要具有耐物理化学、耐老化、耐热、耐紫外线、抗辐射。

3药用瓶塞的应用要求瓶塞可能对药品应用存在如下缺陷：瓶塞硬度过高易损坏针头，瓶塞硬度过低可能会进入药瓶，自封性不好易产生漏隙，瓶塞碎裂会污染药品，这就要求胶塞具有适当的硬度与压缩变型、适当的弹性、良好的耐刺穿性能。

三不同橡胶高分子材料的特性针对药品对直接接触药用包装材料的要求，选择能用于药用封装方面的橡胶材料十分有限。

不同的橡胶高分子材料具有不同的物理化学性能，天然橡胶作为一种即将被瓶塞所淘汰的材料，其缺陷众所周知，但目前出现了几种说法，诸如异戊二烯、硅橡胶、丁基橡胶都可以作为淘汰天然胶塞的替代品等等，我们认为这种认识存在偏颇，必须加以慎重区分和认真对待，为此首先对几种橡胶材料特性进行简单分析和比较。

纳米高岭土的应用研究进展作者：刁润丽王花丽来源：《佛山陶瓷》2020年第07期摘要：我国高岭土资源丰富，但优质高档的产品不多，难以满足需要，纳米高岭土由于颗粒尺寸特殊，在实际应用中有很多优良的性能，提升了高岭土产品的质量和附加值，扩大了其应用范围。

本文综述了纳米高岭土在陶瓷、橡胶、建材、涂料及农业等领域的广泛应用，指出了在应用过程中存在的问题，展望了其广阔的发展前景。

关键词：纳米高岭土;性能;应用;进展1 前言高岭土是一种重要的非金属矿，由高岭石、珍珠石、地开石、埃洛石等高岭石簇矿物组成，主要成分为高岭石[1]。

对高岭土资源的开发和使用我国都开始的最早，我国的高岭土类型齐全，分布广泛，含量居世界第三[2]。

但国内的高岭土产品目前多数质量不高，优质高档的产品不能满足国内市场的要求，仍需依赖进口[3]。

面对日益增长的优质高岭土的需求，加快高岭土深加工，提高国内高岭土产品的质量，就显得尤为重要[4-6]。

更随着纳米技术的步伐，纳米材料越来越凸显在应用性能中的优势。

纳米高岭土粒径在1-100nm范围内，具有小尺寸效应和表面效应等纳米特性，在应用中有良好的性能和价值，成为目前研究的热点。

纳米高岭土白度高、遮盖性能好、易于分散，黏结性、可塑性较高，电绝缘性能良好，阳离子交换性弱，离子吸附性强，在许多领域获得了广泛的应用。

在饮水机、冰箱的制造材料中加入纳米高岭土，可起到抗菌消毒的作用;将纳米高岭土添加到陶瓷中，可提高50倍左右的强度，可作为发动机零件的制备材料;在橡胶工业中纳米高岭土可作为功能填料，补强的同时还可降低成本，可替换部分白炭黑;在塑料中添加纳米高岭土，可提高产品的耐热性，增强强度，降低密度等;还可以作为隐身材料，在国防领域也有良好的应用前景[7，8]。

随着科技的发展，纳米材料的成本会逐渐降低，纳米高岭土的应用范围将更加广泛。

2 纳米高岭土的特性高岭石的化学式为2SiO2·Al2O3·2H2O，其中SiO2含量46.54%，Al2O3含量39.5%，H2O含量13.96%，另还有少量的MgO、CaO、Na2O、K2O、MnO2、TiO2、Fe2O3、P2O5等氧化物[9]。

纳米高岭土的制备及其应用摘要:本文主要介绍了纳米高岭土的结构、性质和各种制备方法, 并结合纳米基础理论和技术对高岭土的研究方向进行了探讨,总结了纳米高岭土的在各行业的应用现状, 同时对纳米高岭土的应用前景与技术进行了展望。

关键词：纳米材料，纳米高岭土，应用，展望1. 引言纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征,引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。

20世纪80年代初期纳米材料这一概念形成以后,世界各国对这种材料给予了极大的关注[1]。

纳米粒子因其尺寸达到分子、原子数量级, 因而具有许多宏观物质所不具备的物理、化学和力学等方面的新特性，如量子尺寸效应、表面与界面效应、小尺寸效应等[2]。

由于纳米材料的这些新特性，从而使其在医药、生物、电子、化工、冶金、国防、航空、环境、能源等领域具有重要的和潜在的应用价值。

纳米金属粉具有很高的催化活性, 既可提高催化效率又可改善材料的催化剂选择性, 完全可取代贵金属Au 、Pt 用作净化汽车尾气的催化剂[3,4]。

高岭土是一种重要的非金属矿物, 可增大材料的体积、提高塑料的绝缘强度、电阻, 增强对红外线阻隔效果等, 广泛应用于油漆、涂料、造纸、橡胶、塑料、电缆、陶瓷、搪瓷、耐火材料、纺织、水泥、汽车、化学、环保、农业等领域。

纳米高岭土是化工添加材料,用于造纸、塑料、油漆及陶瓷等行业, 可提高产品的档次, 增加产品的附加值[5]。

2. 纳米高岭土的结构和性质高岭土是指多种含水铝硅酸盐矿物组成的集合体, 主要成分是高岭石[6]。

一般认为高岭土的化学式为Al2O3·2SiO2·2H2O，理论化学组成为Al2O339.0%、SiO246.4%、H2O 13.6%。

表面有许多活性基团，其化学成分一般比较简单，只有少量Mg、Fe 等代替八面体中的Al，Al、Fe 代替Si 数量很少。

高岭土中的水以吸附水、层间水和结晶水三种形式存在。

2.1 纳米高岭土的结构高岭石具有1:1型层状硅酸盐结构, 基本结构单元层由Si—O四面体和Al(O,OH) 八面体层连接而成(见图1)。

5 纳米高岭土在塑料阻燃方面的应用近年来，聚合物／粘土纳米复合材料在全球成为一个研究热点，目前大都以蒙脱石为原料，采用插层聚合或复合的方法，很少有纳米高岭土的报道。

高岭石具有与蒙脱石不同的结构，它是由一层Si-O四面体片和一层A1-(O，OH)八面体片组成的1:1的层状结构。

层间不含可交换性阳离子，层间由氢键联结。

高岭石晶片表面呈电中性(蒙脱石晶片具较高的负电荷)，具有低的粘度、良好的流动性和分散性，并且通常比蒙脱石粘土矿床纯度高。

根据这些特性，可以利用高岭石制备出性能优良的纳米粘土粉体。

这种纳米粉体可以更好地融入到传统的橡胶或塑料共混工艺中，并且成本较低。

目前，纳米高岭土的应用已经基本完成了其在橡胶领域中的应用研究[61-63]。

高岭土是一类具有层状结构的含水铝硅酸盐，其层间具有某种活性，适宜作为化学反应场所。

正因为高岭土矿物这种特殊的层状结构，使其在橡胶纳米复合材料中表现出优异的物理机械性能，它在橡胶纳米复合材料中主要有以下作用：①降低成本增大容量，主要是减少原胶用量；②增强补强作用，提高产品的硬度和强度；③调整橡胶的流变性、混炼性、硫化性能；④改变橡胶的化学性质，如降低渗透性、改变界面反应性、化学活性、耐水性、耐候性、防火阻燃性等；⑤改善热电磁性能，如提高热畸变温度和耐电弧性等。

⑥替代传统的炭黑和白炭黑，节约能源，减少污染，可广泛应用于浅色制品，改变原来大部分橡胶制品的单一黑色。

况且高岭土与其他的粘土矿物相比，具有更高的天然白度和纯度，资源更为丰富，价格更低廉，这使得高岭土在工业化生产中制备粘土/橡胶复合材料方面具有很大的优势。

在完成对纳米高岭土制备工艺过程的研究后，本章将对纳米高岭土的应用展开研究。

作为新开发不久的新的纳米材料，纳米高岭土在生产、应用方面有诸多环节需要不断的优化与调整。

而在应用方面的研究难度更加困难，要实现PLS（无机）在聚合物（有机）中的应用，必然要跨越传统无机与有机之间的界限。

输液瓶中丁基胶塞落屑漂浮物不影响输液效果因天然橡胶存在安全隐患，从2005年1月1日开始，国家医药管理部门规定输液瓶中不再使用天然橡胶塞，改用新材料——卤化丁基胶塞，丁基胶塞具有低的透气性和透水蒸汽性；稳定的化学和生物惰性；良好耐热、耐臭氧和耐紫外光等特点；但针刺落屑比天然胶塞略差。

丁基胶塞针刺落屑使输液瓶中出现漂浮物，这种漂浮物具有不溶解性，对液体成份不产生任何影响，丁基胶塞落屑是国家医用包装物标准中允许的，在全世界范围内这一情况未彻底解决。

另外，丁基胶塞的表面硅化剂——二甲基硅油不可避免的会进入药液，附着在玻璃瓶壁上，形成挂壁现象。

二甲基硅油是必须使用的硅化剂，其质量符合国家药典标准，对人体安全无害。

为防止输液瓶中的无毒害漂浮物通过输液管进入血液，在输液器中设置了过滤器，可有效防止漂浮物进入人体，请输液者放心使用。

丁基胶塞大输液瓶穿刺流程为防止针刺落屑形成漂浮物，消除输液患者疑虑，使用丁基胶大输液瓶作溶媒注意以下操作：一、配药穿刺使用7号以内的针头，穿刺成功后要肉眼检查瓶内液体，如无漂浮物方能注入治疗药物；如落屑较多，应更换溶媒。

二、连接输液管时，穿刺丁基胶塞用力要轻，尽可能防止落屑产生；如发生落屑，应向顾客说明情况，取得顾客理解和认可；三、凡有落屑产生的输液，应加强巡视和观察，防止落屑堵塞针管。

3制定“输液中有掉屑不影响药品质量，可以使用”告知书(1)丁基胶塞是直接与药品接触的，其的安全情况比较高，在生产过程中经过一系列的清洗、消毒，与内装的药品一样无菌、无热原。

(2)输液器均配有终端过滤器，肉眼可见的落屑大于50 μm，而终端过滤器可以将10~15 μm以上的异物过滤。

而现在高效过滤输液器可将5μm以上的异物过滤掉，输液更加安全可靠。

(3)告知国家规定标准：我国《药用氯化丁基胶塞标准》规定，10只被测的丁基胶塞，每只分别被扎一针，总的肉眼可见的落屑数(大于50 μm)不超过20粒均被视为合格。

一般、改性、纳米高岭土应用特性有哪些不同高岭土是以高岭石为重要成分的黏土类矿物，具有良好的可塑性、分散性、耐火性、粘结性和稳定性等特性，在造纸、陶瓷、橡胶、耐火材料和农业等多个领域得到广泛应用。

▲全球高岭土消费结构随着改性技术和纳米技术的显现及进展，改性高岭土和纳米高岭土呈现出了更加优异的性能，极大地拓展和延长了高岭土的应用领域，如医药、化工和国防等领域。

1、一般高岭土的应用领域高岭土优良的性能使其在陶瓷、造纸、环保和建材等领域中得到广泛使用，随着讨论的不断深入，高岭土的应用领域不断拓展，其在环保和医药等领域的使用让其呈现出更高的使用价值和进展前景。

（1）在陶瓷领域的应用高岭土又名“瓷土”，这两个名字的由来均与其在制瓷业的应用有关，直至今日陶瓷依旧是高岭土使用量最多的领域之一。

高岭土用量是影响陶瓷产品品质的一项紧要因素，适合的高岭土用量使陶瓷可以获得更好的稳定性、白度和强度等性能。

陶瓷净水器、陶瓷过滤机等功能陶瓷及结构陶瓷对高岭土原材料的品质要求高于一般陶瓷，这也要求高岭土提纯工艺进展和创新。

（2）在造纸领域的应用高岭土应用于造纸领域可使纸张获得良好的白度、光泽性、吸油性和光滑度性能，是一种紧要的造纸填料。

（3）在涂料领域的应用由于亲水性好，高岭土在水性涂料中分散性很好，可用来诱导触变并改善抗凝性，也能改善耐冲洗本领并提高白度，不规定粒状粗粒高岭土可削减涂层光泽。

煅烧高岭土的老化率低，因而也可作建筑外墙涂料。

在不影响涂料光泽的情况下，用超细高白度的高岭土可取代10—20%的钛白粉，当高岭土的粒径与钛白粉非常相近时，能很好的取代占据钛白粉颗粒的空间位置。

（4）在耐火材料领域的应用高岭土在600～900℃下烧结脱水形成的硅酸铝称为偏高岭土，其为一种紧要的高岭土加工产品，通常作为高性能矿物掺合料而应用于建筑材料领域。

以偏高岭土替代Al2O3、高铝水泥制备耐火浇注料，可提高耐火材料的抗折强度，削减裂纹，获得良好耐火性能的同时，还可大幅降低生产成本。

偶联剂改性高岭土在橡胶中的应用优势目前,（高岭土）已在造纸、耐火材料、橡胶、塑料、油漆和搪瓷等工业中广泛应用。

高岭土粒子细小化是高岭土改性方向之一,目的是利用研磨细化后的超小粒径效应获得对橡胶、塑料等的良好补强效果。

据报道,使用10份平均粒径为2m的高岭土补强的NR硫化胶的拉伸强度比使用相同份数平均粒径为20nm的白炭黑补强的NR硫化胶要高。

但高岭土超细颗粒具有表面能高、表面亲水疏油、极易团聚的特点,难以在非极性或弱极性的橡胶和塑料中均匀分散,因此必需对高岭土超细粉体进行表面改性,使高岭土粒子表面包覆上一层有机物（如偶联剂、表面活性剂等）,使其由疏油亲水变为疏水亲油,这样不仅加强了高岭土与橡胶、塑料基体的相容性和结合力,还提高了高岭土的分散性、增大了其填充量,从而达到改善橡胶和塑料物理性能、降低成本的目的。

这对扩展高岭土的应用领域,充分、合理利用我国高岭土资源,加快我国经济进展有侧紧要的意义。

经过多年的研发,高岭土表面改性已取得了丰硕的成果,特别是在用偶联剂表面改性高岭土补强橡胶方面成果尤为显著。

（1）硅烷偶联剂改性郭荣华等对高岭土进行了不同方法的表面处理,并用作NR,BR和SBR的补强填料进行试验,结果表明,经硅烷偶联剂和季铵盐改性的高岭土对橡胶的补强效果都较好,即对橡胶的拉伸强度和撕裂强度的提高效果较好,而改性高岭土/NR体系的改善程度最大。

有机季铵盐的改性作用更有利于提高胶料拉伸强度,而硅烷偶联剂则更有利于提高胶料撕裂强度。

分析原因认为,硅烷偶联剂水解后与高岭土表面形成Si—O—Si化学键,而另一端的活性官能团（如NH2等）与橡胶发生交联反应,从而形成稳定的高岭土/橡胶界面结合层；而有机季铵盐与高岭土的表面作用只是一种离子交联吸附,长碳链仅起到改善相容性的作用。

邬润德等讨论了分别用乙烯基硅烷和氨基硅烷改性的高岭土补强NBR/PVC热塑性弹性体,结果表明,两种偶联剂均能有效地提高热塑性弹性体的物理性能,但当改性剂过量时,弹性体拉伸强度和拉断伸长率都会下降,这可能是由于乙烯基硅烷在表面处理过程中自身发生聚合反应或氨基硅烷自身水解缩聚的原因,改性剂用量以高岭土质量的3%为宜。

注射液用卤化丁基橡胶塞的应用江苏博生医用新材料股份有限公司张恩波一、前言自从国家药监局第13号令《直接接触药品的包装材料和容器管理办法》宣贯以来，2005年1月1日起各制药企业基本上实现了包装材料的升级换代-由卤化丁基橡胶塞完全替代了天然橡胶塞，丁基胶塞以其优异的化学、物理和生物特性得到制药企业的认可，但是随着使用面的越来越广泛，以及不同企业的制造、使用工艺的不同，也反映出一定的问题，本文将就存在的各种问题进行简单的剖析。

二、YBB标准存在的问题YBB标准的制定和实施对于胶塞生产企业的生产和制药企业的选用提供了有力的质量保证手段，但是相关标准在实际应用中也暴露出存在的一些问题：1）标准采用的模糊性：主要体现在药厂对目前使用的YBB标准的理解，不清楚是使用标准还是出厂标准的，由于认识的模糊，总认为达到标准就可以使用，一旦出问题就是胶塞厂的产品质量不好等等，为药品质量埋下隐患。

应该明确的是YBB的相关标准为胶塞的出厂标准，是最低要求的标准，药厂可以以此标准作为使用和质量检验的手段之一，但是药厂必须和供应方联合做好相关药品的稳定性试验才能使用。

2）规格尺寸的问题现标准中无产品规格尺寸，在实际生产中已造成规格的多样化，生产的模具、瓶子、铝盖、甚至分装机规格出现混乱，导致社会资源的严重浪费，部分药厂已将瓶塞尺寸改为抗生素用的20系列胶塞，在药品实际使用中造成漏夜、胶塞陷进药品中等严重的质量问题，应该及时修订标准并纳入规格尺寸指标。

3）安全性评价与保证这是目前标准中最大的问题，从国外使用标准看，除了胶塞产品标准外，还有相关的材料使用规范，如美国的胶塞标准以美国药典（American Pharmacopoiea）的规定为准，但同时所用原材料必须符合FDA（美国食品医药管理局）的规定；欧洲胶塞执行欧洲药典（Europen Pharmacopoiea）、DIN（德国标准）、ISO（国际标准）等产品标准，使用的材料还要符合BGVV（德国标准）；而我们的标准YBB00042005注射液用卤化丁基橡胶塞及YBB00052005注射用无菌粉末用卤化丁橡胶塞仅对胶塞产品制定了相关的性能指标，而没有相应配套的材料标准，由于各厂家采用的配方不一样，使用的橡胶助剂品种很多，导致使用的化学原料混乱，存在着使用危险类原料（如致癌性物质）的可能，为社会公众的用药安全埋下重大质量隐患。