Page 42 - 《橡塑智造与节能环保》2022年12期

技术与装备

蒸汽灭菌和γ辐射对卤化丁基橡胶胶料的

影响

丁基橡胶（ IIR ）由异丁烯和异戊二烯在低 的理想选择。
于-90℃的反应温度下，由阳离子引发的共聚合形成 除了上述特性之外，对于药物应用，最终胶料还
的。市场上可买到的牌号有0.5~2.5mol%的异戊二烯单 必须具有优异的抗菌性，以允许消除橡胶制品表面上
体，可沿着聚合物主干进行硫化或进一步的功能化反 的微生物，并防止包装产生不必要的反应或干扰。灭
应。IIR的独特性质是由于异丁烯单元，其在空间上受 菌方法包括使用前对最终橡胶制品进行的蒸汽、辐射
到两个位于主链交替碳单元上的大体积甲基的阻碍。 或化学处理。蒸汽灭菌是其中最受欢迎的一种，已在
为了容纳庞大的甲基，聚合物主链必须伸长和扭曲， 医院以及制药和食品行业中使用。蒸汽冷凝产生的热
导致丁基橡胶链采用更密集的结构。丁基橡胶的这种 量包裹着消毒器中的物品，然后使微生物的蛋白质相
变形和增加的填充密度导致了对气体和湿气渗透性的 对快速有效地变性和凝固。根据质量控制措施对药品
良好抗性。此外，IIR极低的不饱和度确保了优异的热 和医疗产品进行的微生物限度测试，灭菌暴露时间可
稳定性、氧化稳定性和化学稳定性。 以从134℃下的短至3min，到101℃至111℃下的长达3
IIR可以通过向异戊二烯单元中添加溴或氯来 h。在蒸汽处理之后，需要进行干燥步骤以从物品表面
卤化，分别生成溴丁基橡胶（BIIR）或氯丁基橡胶 去除冷凝水。典型的蒸汽灭菌设备的成本明显低于γ辐
（CIIR）（图1）。卤化可提高硫化速率，改善与其他 射设备和设施。在γ灭菌过程中，从同位素源（钴60）
高二烯橡胶类型（如聚丁二烯、聚苯乙烯丁二烯或天 发射高能光子，在整个产品中产生电离作用（电子破
然橡胶）的硫化相容性。 坏）。这会破坏DNA和其他细胞结构，导致生物体死
亡或无法繁殖。γ过程不会在加工产品中产生残留物或
产生放射性。使用γ射线进行处理，可以缩短周转时
间，并能够轻松穿透包装并对产品进行消毒，是许多
种材料的理想选择，但与蒸汽消毒相比成本较高。
环氧乙烷是一种简单的化合物，通常用于一次性
图1 丁基橡胶（IIR）和卤代丁基橡胶（XIIR，X=Br或 医疗产品的气体灭菌。它是一种烷基化剂，会破坏微
Cl）的化学结构
生物的DNA，从而阻止它们繁殖。化学杀菌方法也很

CIIR和BIIR都保留了母体IIR弹性体的独特性能， 流行。例如，环氧乙烷可用于对多种与其他灭菌方法
包括与其他弹性体相比的低气体和液体渗透率（包括 不兼容的材料进行灭菌，如可能变色的纤维素和塑料
低吸水性）。此外，由于制造工艺的不同，卤化丁基 制品，或由物理性能因热或辐射而退化的材料制成的
橡胶（XIIR）本身具有低的可提取或可浸出材料，对 装置。
可能存在于药物制剂或生物样品（即采血）中的活性 本文描述了在通常用于医药包装的灭菌过程中，
成分具有良好的兼容性（即低反应性）。较低的玻璃 来自XIIR的胶料如何受到蒸汽处理或γ辐射的影响。并
化温度（-68℃）使丁基胶料在较宽的温度范围内保持 将讨论增加蒸汽处理或γ辐射剂量对胶料性能的影响。
柔韧性，这使得XIIR可以用于药品的冻干过程（冷冻
干燥）。由XIIR制成的胶料可以被设计成具有良好的 1 实验
密封（和再密封）性能，并能使针头容易穿透而不发 1.1 材料
生明显的碎裂。这些特性的结合使XIIR成为医疗行业 现代药物配方以更适度的硫化系统和用量添加剂

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