成核剂改性聚丙烯并制备输液瓶研究.docx

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1、成核剂改性聚丙烯并制备输液瓶研究史兰香林士婷张之奎刘斯婕张宝华摘要：了提高B晶型聚丙烯在共混物中的含量，改善聚丙烯的机械性能、热力学性能和光学性能，实现聚丙烯专用化和功能化，对成核剂种类进行了筛选，并分别考察了成核剂、成核剂用量配比对聚丙烯性能的影响，成核剂及其用量对聚丙烯晶型的影响。结果表明，最佳成核剂为联二蔡酚磷酸化合物（BPA） /聚苯磺酸树脂支载的联二蔡酚磷酸化合物（PBPA）（质量比为1 ： 1）,其用量为0. 3% （质量分数）时,改性聚丙烯的雾度为15.0%,弯曲强度为44. 3MPa,弯曲模量为1. 37GPa,拉伸强度为40. 7MPa,冲击强度达34. OkJm2；用改性聚

2、丙烯制备的输液瓶灌装盐酸氨澳索葡萄糖注射液,不影响药液质量；改性聚丙烯输液瓶的透明度增加，方便了药液不溶物的检测；改性聚丙烯输液瓶的低温抗裂性增强，解决了冬天运输注射液输液瓶易破裂的问题。相较聚丙烯原料，改性聚丙烯的各项指标均大幅提高，可用于制备多种高性能聚丙烯制品。关键词：塑料、橡胶和纤维;成核剂；聚丙烯;有机磷酸盐;输液瓶;力学性能中图分类号：TQ426.94文献标识码：ADOI： 10. 7535/hbgykj. 2022yx03002StudyonpolypropylenemodifiedbynucleatingagentandpreparationofinfusionbottleSH

3、ILanxiangl, LINShitingl, ZHANGZhikui2, LIUSijiel,ZHANGBaohual(1. CollegeofChemicalEngineering,ShijiazhuangUniversity , Shijiazhuang, Hebei050035 ,China；2. ShijiazhuangPenghaiPharmacuticalCompanyLimited, Shijiazhuang, Hebei050600, China)Abstract：lnordertoimprovethebetacrystaltypepolypropylenecontenti

4、ntheblend,improvethemechanicalpropertiesthermodynamicpropertiesandopticalpropertiesofpolypropylene,andrealizethespecializationandfunctionalizationofpolypropylene , typesofnucleatingagentforthescreening ,theeffectsofthenucleatingagentanditsratioonperformanceofpolypropylene,andtheeffectsofnucleatingag

5、entanditsdosageonthepolypropylenecrystalwereinvestigatedrespectively. Theresultsshowthatthebestnucleatingagentisbinaphtholphosphatecompound (BPA) Binaphtholphosphatecompound (PBPA)supportedbypolyphenylsulfonateresin (massratiol : 1),whenthedosageisO. 3%( massfraction ),thehazeofmodifiedpolypropylene

6、isl5. 0% ,thebendingstrengthis44. 3MPa ,thebendingmodulusisl. 37GPa ,thetensilestrengthis40. 7MPaandtheimpactstrengthis34.0kJm2. Thequalityofambroxolhydrochlorideandglucoseinjectionisnotaffectedwhenitwasfilledininfusionbottlepreparedbymodifiedpolypropylene. Thetransparencyofthemodifiedpolypropylenei

7、nfusionbottleisincreased ,whichfaci1itatesthedetectionofinsolublesubstancesinliquidmedicine. Thelowtemperaturecrackingresistanceofmodifiedpolypropyleneinfusionbottleisenhanced ,whichsolvestheproblemthatinfusionbottleforinjectioniseasytobreakduringwintertransportation. Theindexesofmodifiedpolypropyle

8、neareimprovedgreatlycomparedwiththoseofrawpolypropylene. Itcanbeusedtopreparevarioushighperformancepolypropyleneproducts.Keywords：plastics ,rubberandfibers；nucleatingagent；polypropylene；organophosphate；infusionbottle；mechanicalproperty聚丙烯具有无毒、无味，密度小，刚度、强度、硬度、耐热性好，价格低，易于加工成型等优点，广泛应用于医用包装材料。但由于其易老化、不耐

9、磨、抗冲击强度低、透明性差、成型加工周期长，制品的成型收缩率较大，限制了它的应用1-3 o聚丙烯主要包括, , 三种晶型，其中a晶型为单斜晶系，最稳定；B晶型为六方晶系，稳定性次之；Y晶型为三斜晶系，最不稳定。通常情况下，聚丙烯由a晶型和晶型的聚丙烯共混构成，其中晶型聚丙烯具有屈服强度和弹性模量较低、抗冲强度和热变形温度较高、韧性和延展性能好的优点，因此，常通过加入B成核剂，来提高B晶型聚丙烯在共混物中的含量，改善聚丙烯的机械性能、热力学性能和光学性能，实现聚丙烯的专用化和功能化4-7oKIMURA等8用双2, 2 -亚甲基-双-（4, 6-二叔丁基苯氧基）磷酸羟基铝（NA-21）与月桂酸锂混

10、合物作为成核剂,显著改善了乙烯丙烯共聚物的透明性，改性材料的雾度仅为6%o HARUNA等用成核剂2, 2-亚甲基-双-（4, 6-二叔丁基苯氧基）磷酸钠协同硬脂酸钙和甘油酸锌对聚丙烯进行改性，显著提高了聚丙烯的热力学性能和力学性能。改性后的聚丙烯性能优良，雾度为15. 8%,弯曲强度达42. 8MPa,弯曲模量达1.25GPa,结晶温度提高到136。HATANAKA等10和付光等11报道了不同结构的有机磷酸盐类成核剂具有改善聚丙烯力学性能的协同效应，认为2, 2 -亚甲基-双-（4, 6-二叔丁基苯氧基）磷酸钠（NA-11）和月桂酸钠复配使用，可显著改善聚丙烯材料的弯曲模量。孙天伟等12报道

11、日本旭电化公司生产的三代有机磷酸盐类成核剂产品能有效提高聚丙烯的结晶度、结晶温度，通过异相成核作用,加快聚丙烯的结晶速率。吕海蛟等13报道了 一类取代芳基杂环磷酸酯类成核剂，改变其用量可使聚丙烯结晶峰温度、拉伸强度、弯曲模量有较大提升。2022年，张宝华等14合成了联二蔡酚磷酸（BPA）和聚苯磺酸树脂支载的联二蔡酚磷酸（PBPA）o BPA和PBPA具有苯基、蔡芳基和磷酸基团，与NA-11类有机磷酸盐成核剂的结构特征相似，PBPA为聚合物树脂，与聚丙烯相容性好。鉴于此，本文将自制的BPA和PBPA制备成钠盐（BPANa和PBPANa）,用其作为成核剂对聚丙烯改性，并将改性聚丙烯制备成注射液输液

12、瓶，用于灌装盐酸氨澳索葡萄糖注射液，并考察效果。1实验部分1.1仪器与试剂Agilentll00型高效液相色谱仪，安捷伦科技有限公司提供;DSC8000型差示扫描量热仪，美国PerkinElmer公司提供;聚丙烯原料（64M40T）,中沙（天津）石化有限公司提供;盐酸氨溪索注射液，石家庄鹏海制药有限公司提供;成核剂BPA和PBPA按照文献14的方法制备;抗氧剂双乙氧基（2-三氮座基-亚甲基-柳皮素基）-（2-竣基）乙基磷酰胺按照文献15的方法制备;其他试剂均为分析纯。1. 2方法1. 2. IBPANa 和 PBPANa 的制备称取BPA和PBPA各50g,分别加入500mL二氯甲烷中，BPA

13、搅拌溶解，PBPA浸泡过夜。分别向BPA和PBPA的二氯甲烷溶液中，缓慢加入饱和NaOH溶液，搅拌，至溶液的pH值稳定在8,停止搅拌，浓缩，过滤，水洗，干燥，分别制得BPANa和PBPANa,收率分别为99. 4%和100%o1. 2. 2改性聚丙烯的制备及性能测定将聚丙烯粉末100kg,抗氧剂双乙氧基（2-三氮嗖基-亚甲基-樨皮素基）（2, -峻基）乙基磷酰胺0.1kg,硬脂酸钙0. lkg, BPANa和PBPANa若干千克，放入高速混合机中预混合5min,加入双螺杆挤出机中，挤出、冷却、干燥、造粒,烘箱中6（C干燥6ho用微型注塑机注塑成型，制成冲击、拉伸、弯曲标准样条。拉伸强度按GB/

14、T1040. 12022标准方法测定16;弯曲模量和弯曲强度按GB/T93412022标准方法测定17；悬臂梁缺口冲击强度按GB/T18432022标准方法测定18；雾度按GB/T24102022标准方法测定19；结晶温度按美国材料与试验协会ASTMD34182022标准方法测定20。1. 2. 3改性聚丙烯输液瓶的制备1）设定料筒温度为18023（TC；射嘴温度为18021（TC；主流道温度为18023（C分流道电压为80150V。真空上料,在C级、制瓶出口 A级送风保护下，用注塑模具制备瓶胚。2)设定控制参数：一次吹瓶时间为0.000.2s,二次吹瓶时间为0 50L 0s,释封时间为0.2

15、00.40s,吹瓶速度为200220个/min,加热参数为6595Hz,公转045Hz,自转 040Hz,排风 3050Hz,吹风 3050Hz,输胚 060Hz。打开洁净压缩空气源，中压压缩空气，控制压力为22.5MPa,通过吹瓶模具将瓶胚制成输液瓶。1.2.4差示扫描量热法用差示描描量热仪测试试样的热性能。测试条件：氮气流量为20mLnin,以50oCmin的升温速率从室温升到23(C,恒温3min以消除热历史，再以10oCmin的降温速率降至室温，恒温3min,最后以10Cin的升温速率进行第2次升温，升至230。1. 2. 5盐酸氨澳索葡萄糖注射液质量检测盐酸氨澳索葡萄糖注射液各项指标，按1家食品药品监吊管理总局国家药品标准WS1- (X-034) 2022Z规定的方法检测21。1. 2. 6聚丙烯输液瓶成核剂迁移量测定用成核剂改性的聚丙烯粒料制备输液瓶，并灌装盐酸氨澳索葡萄糖注射液，