RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)166536 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 293081 (22) Data zgłoszenia: 04.01.1992 (51) IntCl6: C08L 23/06 C08F 10/02 C08J 3/02 Sposób wytwarzania mieszanin polietylenowych, zwłaszcza do produkcji opakowań (54) płynów Infuzyjnych I opakowań innych leków (43) (73) Uprawniony z patentu: Mazowieckie Zakłady Rafineryjne i Petrochemiczne, Płock, PL (45) Zgłoszenie ogłoszono: 12.07.1993 BUP 14/93 (72) Twórcy wynalazku: Stanisław Zarzecki, Płock, PL Paweł Krzysztofik, Płock, PL Lech Karpiński, Płock, PL Leszek Stolarski, Płock, PL Dominik Maciejewski, Płock, PL O udzieleniu patentu ogłoszono: Stanisława Łajc, Płock, PL Maria Stasiak, Kutno, PL 31.05.1995 WUP 05/95 (74) Pełnomocnik: Jabłonowska Krystyną Mazowiecki Z-dy Rafineryjne i Petrochemiczne PL 166536 B1 (57) 1. Sposób wytwarzania mieszanin polietylenowych, zwłaszcza do produkcji opakowań płynów infuzyjnych i opakowań innych leków, z polietylenu wysokociśnieniowego i niskociśnieniowego, znamienny tym, że polietylen wysokociśnieniowy małej gęstości otrzymywany w obecności tlenu jako inicjatora polimeryzacji, posiadającej gęstość nie niższą niż 0,925 g / cm3, współczynnik spęcznienia stopu nie wyższy niż 130% oraz wskaźnik szybkości płynięcia (WSP190 /2,16 k g ) wynoszący od 0,05 do 0,5g/10min, miesza się z polietylenem niskociśnieniowym dużej gęstości dodawanym w ilości od 0,5 do 5% wagowych w stosunku do polietylenu wysokociśnieniowego, przy czym polietylen, niskociśnieniowy dużej gęstości posiada gęstość wynoszącą od 0,935 do 0,970 g/cm3, wskaźnik szybkości płynięcia (WSP190 /2,16 k g ) nie wyższy niż 1 g/10 min, a stosunek tego wskaźnika do wskaźnika szybkości płynięcia polietylenu wysokociśnieniowego wynosi nie więcej niż 3, zaś stopień polidyspersji polietylenu niskociśnieniowego dużej gęstości, wyrażany jako stosunek średniego wagowego ciężaru cząsteczkowego (Mw/Mn) jest większy niż 3,5, a mieszanie składników prowadzi się w ciągu technologicznym syntezy polietylenu wysokociśnieniowego małej gęstości, dodając stopiony polietylen niskociśnieniowy dużej gęstości do strumienia stopionego polietylenu wysokociśnieniowego za węzłem oddzielania nieprzereagowanego etylenu.
Sposób wytwarzania mieszanin polietylenowych, zwłaszcza do produkcji opakowań płynów infuzyjnych i opakowań innych leków Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania mieszanin polietylenowych, zwłaszcza do produkcji opakowań płynów infuzyjnych i opakowań innych leków, z polietylenu wysokociśnieniowego i niskociśnieniowego, znamienny tym, że polietylen wysokociśnieniowy małej gęstości otrzymywany w obecności tlenu jako inicjatora polimeryzacji, posiadającej gęstość nie niższą niż 0,925 g/cm3, współczynnik spęcznienia stopu nie wyższy niż 130% oraz wskaźnik szybkości płynięcia (WSP190 /2,16 k g ) wynoszący od 0,05 do 0,5g/10min, miesza się z polietylenem niskociśnieniowym dużej gęstości dodawanym w ilości od 0,5 do 5% wagowych w stosunku do polietylenu wysokociśnieniowego, przy czym polietylen niskociśnieniowy dużej gęstości posiada gęstość wynoszącą od 0,935 do 0,970 g/cm3, wskaźnik szybkości płynięcia (WSP190 /2,16 k g ) nie wyższy niż 1 g/10 min, a stosunek tego wskaźnika do wskaźnika szybkości płynięcia polietylenu wysokociśnieniowego wynosi nie więcej niż 3, zaś stopień polidyspersji polietylenu niskociśnieniowego dużej gęstości, wyrażany jako stosunek średniego wagowego ciężaru cząsteczkowego (Mw/Mn) jest większy niż 3,5, a mieszanie składników prowadzi się w ciągu technologicznym syntezy polietylenu wysokociśnieniowego małej gęstości, dodając stopiony polietylen niskociśnieniowy dużej gęstości do strumienia stopionego polietylenu wysokociśnieniowego za węzłem oddzielania nieprzereagowanego etylenu. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że polietylen wysokociśnieniowy małej gęstości miesza się z niskociśnieniowym polietylenem dużej gęstości o rozrzucie ciężaru cząsteczkowego, któremu odpowiadają wartości polidyspersji (Mw/Mn) wyższe niż 3,5. 3. Sposób wytwarzania mieszanin polietylenowych, zwłaszcza do produkcji opakowań płynów i innych leków, z polietylenu wysokociśnieniowego i niskociśnieniowego, znamienny tym, że polietylen wysokociśnieniowy małej gęstości, otrzymywany w obecności tlenu jako inicjatora polimeryzacji, posiadający gęstość nie niższą niż 0,925 g/cm3, współczynnik spęcznienia stopu nie wyższy niż 130% oraz wskaźnik szybkości płynięcia (WSP190 /2,16 k g ) wynoszący od 0,05 do 0,5 g/10 min, miesza się z niskociśnieniowym liniowym polietylenem małej gęstości dodawanym w ilości od 0,5 do 5% wagowych w stosunku do polietylenu wysokociśnieniowego, przy czym niskociśnieniowy liniowy polietylen małej gęstości posiada gęstość wynoszącą od 0,916 do 0,935 g/cm 3, wskaźnik szybkości płynięcia (WSP190 /2,16 k g ) w zakresie od 0,2 do 2 g/10 min oraz charakteryzuje się średnim lub szerokim rozrzutem ciężaru cząsteczkowego, a mieszanie składników prowadzi się w ciągu technologicznym syntezy polietylenu wysokociśnieniowego małej gęstości dodając stopiony niskociśnieniowy liniowy polietylen małej gęstości do strumienia polietylenu wysokociśnieniowego za węzłem oddzielania nieprzereagowanego etylenu. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że polietylen wysokociśnieniowy małej gęstości miesza się z niskociśnieniowym liniowym polietylenem małej gęstości o rozrzucie ciężaru cząsteczkowego, któremu odpowiadają wartości stopnia polidyspersji (Mw/Mn) wyższe niż 3,5. 5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że niskociśnieniowy, liniowy polietylen małej gęstości dodaje się w ilości od 2 do 3% wagowych. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mieszanin, polietylenowych, zwłaszcza do produkcji opakowań płynów infuzyjnych i innych leków o podwyższonej odporności cieplnej, charakteryzujących się wysokim stopniem czystości i obojętnością fizjologiczną oraz dobrą przetwarzalnością.
166 536 3 Własności mieszanin polietylenowych otrzymanych sposobem według wynalazku odpowiadają wymaganiom stawianym surowcom do produkcji opakowań płynów infuzyjnych i innych środków leczniczych. Produkcję opakowań płynów infuzyjnych prowadzi się w szybkobieżnych, zautomatyzowanych liniach produkcyjnych, w których opakowania formuje się metodą wytłaczania z rozdmuchem, następnie napełnia się je płynem, zamyka przez zgrzewanie i poddaje sterylizacji w temperaturze powyżej 100 C. Surowce przetwarzane taką techniką muszą charakteryzować się dobrymi własnościami przetwórczymi gwarantującymi zadowalającą wydajność linii produkcyjnych i dobrą jakość opakowań pod względem gładkości powierzchni i jednorodność grubości ścianek. Muszą także posiadać dobrą odporność cieplną zapewniającą trwałość kształtu opakowań w warunkach sterylizacji, to jest w warunkach obciążenia opakowań płynem w podwyższonej temperaturze, a ponadto winny charakteryzować się wysoką przezroczystością umożliwiającą kontrolę napełniania opakowań oraz dozowania z nich leków. Surowce te nie mogą zawierać substancji ulegających wymywaniu wodą i rozpuszczalnikami organicznymi i muszą spełniać wymagania wysokiej czystości i obojętności fizjologicznej. Cechy te kontroluje się wykonując wszechstronne badania biologiczne i chemiczne samego tworzywa, gotowego opakowania oraz wyciągów z tworzywa. Żadna ze znanych, wytwarzanych na skalę przemysłową klas polietylenu nie posiada omówionego wyżej zestawu własności. Polietyleny małej gęstości, określane jako polietyleny wysokociśnieniowe, otrzymywane w procesach wysokociśnieniowej polimeryzacji wolnorodnikowej inicjowanej tlenem lub związkami nadtlenowymi charakteryzują się wysokim stopniem rozgałęzienia makrocząsteczek, decydującym o niskim stopniu wewnętrznego uporządkowania struktury polimeru (niskiej krystaliczności), co w konsekwencji odpowiada małej gęstości tworzywa zawierającej się w granicach 0,915-0,935 g/cm3. Polietyleny małej gęstości charakteryzują się dużą giętkością i elastycznością. W warunkach formowania z rozdmuchem dobrą przetwarzalność polietylenu małej gęstości zapewnia odpowiednio szeroki rozrzut masy cząsteczkowej polimeru. W praktyce, jako parametr dający pogląd o wielkości rozrzutu ciężaru cząsteczkowego polietylenu małej gęstości określa się wartość współczynnika spęcznienia stopu, przy czym współczynnik spęcznienia stopu definiowany jest jako stosunek średnicy wytłoczyny polietylenowej do średnicy dyszy plastomeru, przez którą w znormalizowanych warunkach przepływa stopiony polietylen. Typowe wartości współczynnika spęcznienia stopu dla charakteryzujących się dobrą przetwarzalnością polietylenów małej gęstości zawierają się w granicach 140-180%. Niekorzystnymi dla omawianego kierunku stosowania cechami polietylenu małej gęstości są: zbyt mała sztywność i niska odporność cieplna tworzywa, co dyskwalifikuje tę grupę polietylenów jako materiał do produkcji opakowań płynów infuzyjnych podlegających obróbce cieplnej (sterylizacji) w temperaturze powyżej 100 C. Odrębną grupę polietylenów stanowią polietyleny dużej gęstości otrzymywane w procesach prowadzonych pod niskimi ciśnieniami z zastosowaniem stereospecyficznych katalizatorów metaloorganicznych typu Zieglera. Charakteryzują się one liniową, praktycznie pozbawioną rozgałęzień budową makrocząsteczek. Konsekwencją tego jest wysoki stopień uporządkowania struktury polimeru, czemu odpowiada wysoka krystaliczność i duża gęstość tworzywa mieszcząca się w zakresie od 0,930 do 0,970 g/cm3. Do korzystnych cech polietylenów dużej gęstości z punktu widzenia ich stosowania do produkcji opakowań płynów infuzyjnych należy ich wysoka odporność cieplna określana temperaturą mięknienia Vicata, wynosząca od 125 do 135 C oraz duża sztywność. Dyskwalifikującą dla rozpatrywanego zastosowania cechą polietylenów dużej gęstości jest mała przejrzystość tworzywa, a ponadto zbyt wysoka twardość materiału utrudnia ptrawidłowe zamocowanie igły wprowadzanej do opakowania przy przetaczaniu płynu infuzyjnego. Jako trzecią klasę polietylenów wyróżnia się polietyleny liniowe małej gęstości. Otrzymuje się je najczęściej w warunkach syntezy zbliżonych do warunków otrzymywania polietylenów dużej gęstości, przy czym polimeryzację prowadzi się z udziałem cr-olefin zawierających cztery, sześć lub osiem atomów węgla w cząsteczce jako komonomerów. Makrocząsteczki polietylenów liniowych małej gęstości posiadają w swej strukturze rozgałęzienia krótkołańcuchowe o jednakowej długości łańcuchów bocznych, zależnej od rodzaju użytej w procesie polimeryzacji α-olefiny. Gęstość liniowych polietylenów małej gęstości wynosi od około 0,916 do około 0,935 g/cm 3, a temperatura mięknie-
4 166 536 nia obejmuje zakres od 110 do 125 C. Polietyleny te w porównaniu z wysokociśnieniowymi polietylenami małej gęstości są trudniejsze w przetwórstwie techniką formowania z rozdmuchem, a ponadto charakteryzują się wysokim stopniem zmętnienia. Jednym ze sposobów uzyskiwania tworzyw o pożądanym zestawie własności jest komponowanie wieloskładnikowych mieszanin polimerów. W polskim opisie patentowym nr 149 247 przedstawiono sposób wytwarzania opakowań do płynnych leków z mieszaniny polimerów otrzymywanej przez homogenizację polietylenu wysokociśnieniowego małej gęstości o wskaźniku szybkości płynięcia 0,1-1,0 g/10 min. w ilości 70-95% wagowych, z polietylenem niskociśnieniowym dużej gęstości o gęstości równej 0,935-0,970 g/cm3 i wskaźniku szybkości płynięcia 1,0-7,0 g/10 min. w ilości 5-30% wagowych. Sposób według wynalazku polega na tym, że polietylen wysokociśnieniowy małej gęstości o gęstości nie niższej 0,925 g/cm 3, współczynniku spęcznienia stopu nie wyższym niż 130%, wskaźniku szybkości płynięcia (WSP190 /2,16 k g ) wynoszącym od 0,05 do 0,5 g /10 min miesza się w stanie stopionym z polietylenem niskociśnieniowym dużej gęstości lub liniowym polietylenem małej gęstości dodawanymi w ilości od 0,5 do 5% wagowych w stosunku do polietylenu wysokociśnieniowego małej gęstości, przy czym każdy z wymienionych polietylenów spełnia wymienione dalej kryteria doboru. Polietylen niskociśnieniowy dużej gęstości posiada gęstość od 0,935 do 0,970 g/cm3, wskaźnik szybkości płynięcia (WSP190 /2,16 k g ) nie wyższy niż 1 g/10 min, a ponadto stosunek wskaźnika szybkości płynięcia polietylenu niskociśnieniowego dużej gęstości do wskaźnika szybkości płynięcia wysokociśnieniowego małej gęstości jest nie wyższy niż 3. Natomiast polietylen liniowy małej gęstości posiada gęstość od 0,916 do 0,935 g/cm 3 i wskaźnik szybkości płynięcia w zakresie od 0,2 do 2g/10 min. Ponadto, każdy z wymienionych wyżej składników mieszaniny charakteryzuje się określoną wielkością rozrzutu ciężaru cząsteczkowego. Miarą wielkości rozrzutu ciężaru cząsteczkowego polimerów jest stopień polidyspersji zdefiniowanej jako stosunek średniego wagowego ciężaru cząsteczkowego polimeru (Mw) do średniego liczbowego ciężaru cząsteczkowego (Mn). Im wyższy jest stopień polidyspersji (Mw) (Mn), tym szerszy jest rozrzut ciężaru cząsteczkowego. W przypadku polietylenu wysokociśnieniowego do określenia orientacyjnej wielkości rozrzutu ciężaru cząsteczkowego stosuje się powszechnie pomiar współczynnika spęcznienia stopu. Oznaczenia współczynnika spęcznienia stopu wykonuje się w plastometrze jednocześnie z pomiarem wskaźnika szybkości płynięcia polietylenu. Im wyższy jest stopień spęcznienia polimeru, tym szerszy jest rozrzut ciężaru cząsteczkowego polimeru. Jak już wspomniano wcześniej, standardowymi produktami polimeryzacji wysokociśnieniowej są polietyleny małej gęstości o stopniu spęcznienia wynoszącym na ogół od 140 do 180%. Do wytwarzania mieszanin sposobem według wynalazku stosuje się polietylen wysokociśnieniowy małej gęstości o stopniu spęcznienia nie wyższym niż 130%, korzystnie wynoszącym 120%, a więc o zawężonym rozrzucie ciężaru cząsteczkowego. Polietylen taki można otrzymać na przykład w rurowym reaktorze polimeryzacji prowadząc proces przy jednostrumieniowym podawaniu etylenu do reaktora, utrzymując w nim ciśnienie nie niższe niż 250 MPa, temperaturę maksymalną w strefie reakcji nie przekraczającą 280 C i różnicę temperatur pomiędzy maksymalną i minimalną temperaturą w reaktorze nie większą niż 90 C, korzystnie nie większą niż 60 C. Zaznaczyć tu trzeba, że zmniejszenie stopnia spęcznienia polietylenu, tzn. zmniejszenie szerokości rozrzutu ciężaru cząsteczkowego pociąga za sobą pogorszenie jego własności przetwórczych, a w konsekwencji pogorszenie podatności do formowania w procesie produkcji opakowań. Odnośnie stosowanych w sposobie według wynalazku polietylenów dużej gęstości i polietylenów liniowych małej gęstości winny się one charakteryzować średnim lub szerokim rozrzutem ciężaru cząsteczkowego i wartością Mw/Mn, korzystnie wynoszącą więcej niż 3,5. Mieszaniny polietylenowe otrzymane sposobem według wynalazku charakteryzują się własnościami odpowiadającymi wszystkim wymaganiom stawianym surowcom do wytwarzania opakowań płynów infuzyjnych i innych leków. Odnosi się to zarówno do własności przetwórczych tych mieszanin, zapewniających wysoką wydajność zautomatyzowanych linii produkcji opakowań, równomierność grubości i gładkości powierzchni formowanych opakowań jak i do własności użytkowych opakowań, charakteryzujących się wysoką przejrzystością z połyskiem powierzchniowym a także wymaganą odpornością cieplną. A więc w sposobie według wynalazku, mieszając
166 536 5 polietylen wysokociśnieniowy małej gęstości o zawężonym rozrzucie ciężaru cząsteczkowego, a tym samym o mniejszej podatności do przetwórstwa metodą formowania z rozdmuchem, z polietylenem niskociśnieniowym dużej gęstości lub z polietylenem liniowym małej gęstości, które ze swej natury są trudniej przetwarzalne od standardowych odmian polietylenów wysokociśnieniowych małej gęstości, otrzymuje się mieszaniny o bardzo dobrych własnościach przetwórczych zapewniających wysoką wydajność zautomatyzowanych linii produkcyjnych. Jednocześnie otrzymuje się opakowania o wysokiej jakości pod względem ich odporności cieplnej, gładkości i połysku powierzchni, jednolitości grubości ścianek i przezierności. Mieszaniny według wynalazku wytwarzane są bezpośrednio w instalacji syntezy polietylenu wysokciśnieniowego małej gęstości. Polietylen dużej gęstości lub polietylen liniowy małej gęstości dodawany korzystnie w ilości 2% do 3% wagowych podaje się w stanie stopionym do strumienia stopionego polietylenu wysokociśnieniowego za węzłem oddzielania nieprzereagowanego etylenu od polietylenu. Wytwarzanie mieszanin bezpośrednio w ciągu produkcyjnym polietylenu wysokociśnieniowego eliminuje niepożądane skutki towarzyszące mieszaniu i homogenizacji składników w oddzielnych urządzeniach mieszających, w których pod działaniem wysokich naprężeń ścianających następuje skaracanie (zrywanie) makrocząsteczek polimeru. Zjawisko to wpływa niekorzystnie na odporność cieplną i sztywność tworzywa. Ponadto, dodatkowa operacja mieszania stwarza niebezpieczeństwo wprowadzenia zanieczyszczeń, co jest niedopuszczalne z uwagi na przeznaczenie produktu do zastosowań medycznych. Dla spełnienia wymogów dotyczących wysokiej czystości i obojętności fizjologicznej mieszanin konieczne jest przestrzeganie kilku innych warunków związanych z ich wytwarzaniem. Polietylen wysokociśnieniowy małej gęstości musi być produktem otrzymywanym w obecności tlenu jako inicjatora. Oleje syntetyczne stosowane w instalacjach syntezy tego polietylenu do smarowania i uszczelniania kompresorów sprężających etylen, przechodzące w znikomych ilościach do końcowego produktu polimeryzacji, muszą cechować się obojętnością fizjologiczną, nie mogą wykazywać efektu migracji z materiału opakowania do zawartego w nim płynu. Warunki te spełnia na przykład syntetyczny olej polieterowy, który jest produktem kopolimeryzacji tlenku etylenu z udziałem co najmniej 20% wagowych tlenku propylenu. Polietyleny, które stosuje się do wytwarzania mieszanin do produkcji opakowań płynów infuzyjnych i innych leków nie zawierają żadnych dodatków takich, jak stabilizatory, środki poślizgowe i inne. Otrzymywane sposobem według wynalazku mieszaniny spełniają wymogi obojętności fizjologicznej. Sposób według wynalazku przedstawiony jest bliżej w przykładach. Przykład I. W instalacji wysokociśnieniowej polimeryzacji etylenu otrzymuje się polietylen o gęstości 0,927g/cm3 wskaźniku szybkości płynięcie WSP190 /2,16 KG = 0,25g/10min, współczynniku spęcznienia stopu 119% i temperaturze mięknienia oznaczonej metodą Vicata, wynoszącej 107 C. Polimeryzację prowadzi się w obecności tlenu cząsteczkowego jako inicjatora, zaś jako czynnik smarujący stosuje się syntetyczny olej polieterowy będący produktem kopolimeryzacji tlenku etylenu i tlenku propylenu. Do strumienia tego polietylenu w stanie stopionym, za węzłem oddzielania nieprzereagowanego etylenu, wprowadza się po stopieniu 4,5% wagowych polietylenu dużej gęstości o gęstości 0,948 g/cm3, wskaźniku szybkości płynięcia WSP190 /2,16 k g 0,35g/10min, temperaturze mięknienia według Vicata wynoszącej 132 C i o szerokim rozrzucie ciężaru cząsteczkowego, któremu odpowiada wartość Mw/Mn, oznaczona metodą chromatografii żelowej, równa 4,9. Do mieszaniny nie wprowadza się stabilizatorów ani innych środków pomocniczych. Otrzymuje się mieszaninę o następujących własnościach: - wskaźnik szybkości płynięcia WSP190 /2,16 k g = 0,25 g/10 min - współczynnik spęcznienia stopu: 119% - gęstość: 0,927 g/cm3 - temperatura mięknienia wg Vicata: 108,5 C - wytrzymałość na zerwanie: 18 MPa - wydłużenie przy zerwaniu: 920% - stopień zmętnienia (folia 25πm): 12%. Z uzyskanej mieszaniny w zautomatyzowanej, czterostanowiskowej linii do produkcji opakowań płynów infuzyjnych, z równoczesnym napełnianiem i zamykaniem opakowań, wytwarzano
6 166 536 opakowania z wydajnościami 2400 i 2700 opakowań na godzinę. Otrzymano opakowania o wysokim połysku powierzchni, dobrej przejrzystości i sztywności, charakteryzujące się małym rozrzutem grubości ścianki. Napełnione płynem infuzyjnym opakowania wytrzymywały sterylizację w temperaturze 108 C i 110 C bez objawów deformacji. Po obróbce cieplnej i w czasie magazynowania opakowań z lekami nie stwierdzono objawów degradacji tworzywa. Przykład II. Do polietylenu wysokociśnieniowego małej gęstości jak w przykładzie I, dodaje się w sposób jak opisano w przykładzie I, 2,5% wagowych liniowego polietylenu małej gęstości o gęstości 0,920 g/cm3, wskaźniku szybkości płynięcia WSP190/2,16 k g = 0,35 g/10 min, temperaturze mięknienia według Vicata wynoszącej 118 C i o rozrzucie ciężaru cząsteczkowego, któremu odpowiada wartość stosunku Mw/Mn, wynosząca 4,5. Otrzymana mieszanina posiada następujące własności: - wskaźnik szybkości płynięcia WSP190 /2,16 k g = 0,25 g/10 min - współczynnik spęcznienia stopu: 119% - gęstość: 0,926 g/cm 3 - temperatura mięknienia wg Vicata: 107,5 C - wytrzymałość na zerwanie: 17,8 MPa - wydłużenie przy zerwaniu: 980% - stopień zmętnienia (folia 25μm): 15% Z otrzymanej mieszaniny wytworzono opakowania płynów infuzyjnych w sposób jak podano w przykładzie I. Otrzymano opakowania o zadawalającej przejrzystości i równomierności grubości ścianek. Bardzo dobra zgrzewalność tworzywa w operacji zamykania napełnionych opakowań umożliwiała obniżenie temperatury stopu tworzywa poddawanego formowaniu o 20 C w porównaniu z mieszaniną opisaną w przykładzie I, przy zachowaniu wymaganej wytrzymałości zgrzewów. Opakowania wytrzymują sterylizację w temperaturze 108 C. Opakowania po obróbce cieplnej i w okresie magazynowania nie wykazują objawów degradacji tworzywa. Przykład III. W instalacji wysokociśnieniowej polimeryzacji etylenu otrzymuje się polietylen o gęstości 0,925 g/cm3, wskaźniku szybkości płynięcia WSP 190 /2,16 k g = 0,12 g/10 min, współczynniku spęcznienia stopu równym 121% i o temperaturze mięknienia wgvicata wynoszącej 107,5 C. Jako inicjator polimeryzacji stosuje się tlen cząsteczkowy. Do smarowania kompresorów etylenu używa się syntetycznego oleju polieterowego będącego kopolimerem tlenku etylenu i tlenku propylenu. Do strumienia tego polietylenu, za węzłem oddzielania nieprzereagowanego etylenu, dodaje się po stopieniu 2,8% wagowych polietylenu dużej gęstości 0,959 g/cm, wskaźniku szybkości płynięcia W SP190 /2,16 kg = 0,25 g/10 min, temperaturze mięknienia wg Vicata 128 C, charakteryzującego się rozrzutem ciężaru cząsteczkowego określonym wartością stosunku Mw/Mn wynoszącym 5,9. Do mieszaniny nie wprowadza się stabilizatorów ani innych środków pomocniczych. Otrzymuje się mieszaninę o następujących własnościach: - wskaźnik płynięcia WSP 190 /2,16 kg = 0,10g/10min - współczynnik spęcznienia stopu: 121% - gęstość: 0,925 g/cm3 - temperatura mięknienia wg Vicata: 108,5 C - wytrzymałość na zerwanie: 19 MPa - wydłużenie przy zerwaniu: 780% - stopień zmętnienia (folia 25μm): 16% Z otrzymanej mieszaniny, w zautomatyzowanej, czterostanowiskowej linii do produkcji opakowań płynów infuzyjnych z równoczesnym napełnianiem i zamykaniem opakowań przez zgrzewanie, wytworzono opakowania z wydajnością 2400 opakowań na godzinę. Uzyskano opakowania o dobrym połysku, przejrzystości i małym rozrzucie grubości ścianek. Opakowania z płynem nie ulegały deformacji przy sterylizacji w temperaturze 108 i 110 C. Opakowania po obróbce cieplnej i w czasie magazynowania nie wykazały objawów degradacji tworzywa. Przykład IV (porównawczy). Do polietylenu wysokociśnieniowego małej gęstości jak w przykładzie I, dodaje się w sposób opisany w przykładzie I, 4% wagowych polietylenu dużej gęstości o gęstości 0,956 g/cm3, wskaźniku szybkości płynięcia WSP 190 /2,16 kg = 6,8 g/10 min, charakteryzującego się wąskim rozrzutem ciężaru cząsteczkowego określonym wartością stosunku
166 536 7 Mw/Mn wynoszącą 3,1 i o temperaturze mięknienia wg Vicata równej 133 C. Otrzymana mieszanina posiada następujące własności: - wskaźnik szybkości płynięcia WSP190 /2,16 k g = 0,25 g/10 min - współczynnik spęcznienia stopu: 118% - gęstość: 0,926 g/cm3 - temperatura mięknienia wg Vicata: 108,5 C - wytrzymałość na zerwanie: 17 MPa - wydłużenie przy zerwaniu: 620% - stopień zmętnienia (folia 25μm): 25% Z otrzymanej kompozycji wytworzono opakowania płynów infuzyjnych w sposób opisany w przykładzie I. Otrzymane opakowania zostały zdyskwalifikowane z powodu dużych nierównomierności grubości ścianek i wad powierzchni w postaci smug. Wady jakości opakowań świadczą o nierównomierności płynięcia mieszaniny w warunkach wytłaczania i formowania opakowań, a w konsekwencji o jej złej przetwarzalności. Przykład V (porównawczy). W instalacji wysokociśnieniowej polimeryzacji etylenu otrzymuje się polietylen małej gęstości o gęstości 0,922 g/cm3, wskaźniku szybkości płynięcia WSP190 /2,16 k g = 0,24 g/10 min, współczynniku spęcznienia stopu 143% i temperaturze mięknienia według Vicata 98 C. Do tego polietylenu, otrzymanego w postaci granulatu dodaje się 20% wagowych polietylenu dużej gęstości o gęstości 0,956 g/cm wskaźniku szybkości płynięcia WSP 190 /2,16 k g = 6,89 g/10 min, temperaturze mięknienia według Vicata 133 C i charakteryzującego się zawężonym rozrzutem ciężaru cząsteczkowego określonym wartością stosunku Mw/Mn równą 3,1. Całość poddaje się mieszaniu w urządzeniu do mieszania i homogenizacji w stanie stopniowym. Otrzymuje się mieszaniny o następujących własnościach: - wskaźnik szybkości płynięcia WSP190 /2,16 kg = 0,40 g/10 min - współczynnik spęcznienia stopu: 142% - gęstość: 0,925 g/cm3 - temperatura mięknienia wg Vicata: 108 C - wytrzymałość na zerwanie: 14,5 MPa - wydłużenie przy zerwaniu: 650% - stopień zmętnienia (follμ m): 35% Z otrzymanej kompozycji wytworzono opakowania w linii produkcyjnej jak w przykładzie I. Przy prowadzeniu procesu wytłaczania z szybkościami obrotowymi wytłaczarki jak w przykładach I - III, mierzona wydajność wytłaczania była o ponad 10% niższa od wydajności wytłaczania uzyskiwanych w przykładach I - III, zaś wydajność 2400 opakowań na godzinę uzyskiwano przy maksymalnej szybkości obrotowej wytłaczarki. Otrzymane opakowania posiadały zadowalającą jednorodność powierzchni i charakteryzowały się natomiast znacznie mniejszą przezroczystością i mniejszym połyskiem powierzchniowym aniżeli opakowania uzyskane z mieszanin otrzymywanych jak w przykładach I - III. Jako maksymalną dopuszczalną temperaturę sterylizacji opakowań z płynami infuzyjnymi otrzymywanych z mieszaniny wytworzonej w opisany sposób, określono temperaturę 108 C. Przykład VI (porównawczy). Z polietylenu wysokociśnieniowego małej gęstości opisanego w przykładzie I wytworzono opakowania płynów infuzyjnych w sposób opisany w przykładzie I. Otrzymano opakowania o zadowalającej gładkości powierzchni zewnętrznej i o dobrej przejrzystości, lecz jednocześnie o dużym rozrzucie grubości ścianek. Wada ta powodowała deformowanie się opakowań z lekami podczas sterylizacji w temperaturze 108 C.
166 536 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.