丙烯酸树脂及其应用

丙烯酸树脂及其应用丙烯酸树脂及其应用目录材料介绍1材料制备2材料应用3丙烯酸树脂及其应用材料介绍概述分类结构及性能理化性质丙烯酸树脂及其应用丙烯酸树脂是由丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯类按不同的比例共聚而成的一类高分子聚合物，具有安全、稳定、惰性及无刺激等优点。药用丙烯酸树脂包括两类共聚物：一是甲基丙烯酸共聚物，二是甲基丙烯酸甲酯共聚物。概述丙烯酸树脂及其应用甲基丙烯酸共聚物甲基丙烯酸酯共聚物丙烯酸树脂及其应用由于构成单体不同，单体的比例、聚合度不同，可以分成不同型号。国外已有药用薄膜的系列产品，主要由德国罗姆药厂(Rohmpharma)生产，产品总称为Eudragit，商品名尤特奇。上海医药工业研究院开发出了一系列国产品种，定名为I～IV号树脂。丙烯酸树脂及其应用药用丙烯酸树脂的化学组成和相应牌号丙烯酸树脂及其应用分类按制造原料(单体)分类本体聚合二元聚合：EudragitNE30D（丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯（2：1）共聚物）与其它高分子混合：尤特奇RD100(聚甲基丙烯酸铵酯Ⅰ和羟甲基纤维素钠（9：1）混合物)丙烯酸树脂及其应用按丙烯酸树脂的溶解性能分类pH依赖型丙烯酸树脂：非pH依赖型丙烯酸树脂：尤特奇NE30D渗透型丙烯酸树脂：聚甲丙烯酸铵酯Ⅰ、聚甲丙烯酸铵酯Ⅱ胃溶型（pH5）肠溶型（pH7）聚丙烯酸树脂lV聚丙烯酸树脂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ丙烯酸树脂及其应用结构及性能含酸性基团的丙烯酸树脂（阴离子型、肠溶型丙烯酸树脂）酸性基团为：-COOH如：EudragitL/S100L型中酸和酯的比例为1:1，S型中则约为1:2丙烯酸树脂及其应用如果片芯是强酸弱碱盐，药物遇水会溶解，释放出H+离子，渗入包衣，增强包衣的抗酸能力，延缓肠液对包衣的溶解；如果片芯是强碱弱酸盐，药物遇水会溶解，释放出OH-离子，渗入包衣，削弱包衣的抗酸能力，加速肠液对包衣的溶解。在包肠溶衣之前先包一层非离子包衣材料作为隔离层，可解决上述问题。丙烯酸树脂及其应用含碱性基团的丙烯酸树脂季胺型(阳离子型、渗透型丙烯酸树脂)如：不溶于水，但具有一定的水渗透溶胀作用。季铵盐基团的比例越多，渗透性越大。EudragitRL/RS30DRL的季铵基团含量为10%,为高渗透性聚合物,孔径为1－5μm,RS的季铵基团含量为5%,为低渗透性聚合物,孔径为0.1-0.6μm丙烯酸树脂及其应用丙烯酸树脂及其应用叔胺基团型（胃溶型丙烯酸树脂）如:EudragitE100叔胺基遇酸成盐，可在pH＜5的酸性环境胃液中溶解，在pH＞5时溶胀。常用作普通薄膜或隔离层衣料，有利于药品防潮、避光、掩色和掩味。丙烯酸树脂及其应用同时含有酸性、碱性基团的丙烯酸树脂（两性丙烯酸树脂）如：两性丙烯酸树脂部分被中和的聚丙烯酸在pH4.4和pH7.4的缓冲液中可以溶解，在中性或微酸性溶液中不溶，作片剂包衣具有良好的抗湿性。具有很强的粘合性，作为增稠剂、粘合剂，用于贴膏剂、软膏、退热贴等剂型。丙烯酸树脂及其应用不含酸性、碱性基团的丙烯酸树脂EudragitNE30D任何pH环境下都不溶解，内服后以原形排出体外，是良好的缓（控）释骨架材料，其渗透性介于RL和RS之间,塑性较好，易成膜，无需添加增塑剂。丙烯酸树脂及其应用基本性质不同型号的丙烯酸树脂可能为粉末、水分散体或有机溶剂溶液。国产丙烯酸、Ⅱ、Ⅲ号树脂为白色条状物或粉末，Ⅳ号树脂为具有特殊臭味的淡黄色粒状或片状固体。丙烯酸树脂及其应用水分散体是以水为分散介质的分散体系。以丙烯酸树脂为分散相的水分散体系称为丙烯酸树脂水分散体。主要特性：①分散相颗粒的粒径介于10～1000nm。外观呈乳状。②固体含量高，丙烯酸树脂水分散体包衣液固体含量可高达10％一15％。③粘度小，因此包衣操作效率较高。④和聚合物有机溶液包衣相比，使用安全，不存在环境污染问题。丙烯酸树脂及其应用丙烯酸树脂及其应用溶解性丙烯酸树脂易溶于乙醇、丙酮、氯仿等极性有机溶剂中。在水中的溶解性则取决于分子结构中的侧链基团和水溶液的pH值。不同的型号在不同的pH下溶解。丙烯酸树脂及其应用丙烯酸树脂商品的溶解性加入苯二甲酸二丁酯丙烯酸树脂及其应用玻璃化转变温度(Tg)是高聚物的一个重要特性参数，是高聚物从玻璃态转变为高弹态的温度。Tg玻璃态高弹态较低温度下，分子热运动的能量低，链段处于被“冻结”的状态。温度升高，链段开始能自由运动，使分子的形态可以发生变化。丙烯酸树脂及其应用肠溶型丙烯酸树脂：由于结构中α-位甲基使分子链端运动受阻，呈现较强刚性，使得Tg较高，在160℃以上成膜，但成膜的脆性较大。EudragitL/S100一般通过加入增塑剂（柠檬酸三乙酯（TEC）、聚乙二醇6000、癸二酸二丁酯）调节Tg,制备薄膜衣。丙烯酸树脂及其应用胃溶（崩）型丙烯酸树脂：Tg低（-8℃），呈螺旋状结构，柔性强，容易成膜。渗透型丙烯酸树脂：Tg介于两者之间，约在55℃左右。丙烯酸树脂及其应用丙烯酸树脂及其应用通常情况下，丙烯酸酯聚合物其共聚单体组成对玻璃化温度影响可用下式近似计算：•Tg--共聚物玻璃化转变温度，K；•wi--共聚物组成单体的重量百分率，％；•Tgi--单体均聚物的玻璃化转变温度，K。)/(T/1giigTW改变单体的种类和用量，即可调节共聚物的Tg丙烯酸树脂及其应用最低成膜温度（MFT）是指聚合物乳液在一定的加热干燥条件下，形成连续性薄膜的温度。在MFT以下，聚合物不能熔合成膜。在含丙烯酸酯的聚合物中，丙烯酸酯比例越高，MFT越低。MFT在15~25℃对薄膜衣形成较为有利。包衣过程中，产品温度一般应高于MFT10℃，最好高于20℃。在实际应用中通常需要加入增塑剂来降低MFT。丙烯酸树脂及其应用丙烯酸树脂及其应用通常情况下聚合物乳液的最低成膜温度低于相应聚合物的玻璃化温度。聚合物乳液的最低成膜温度(MFT)与玻璃化温度(Tg)的关系为：(MFT/Tg)=K实验结果表明，K值一般为0.92-0.98。丙烯酸树脂及其应用尤特奇水分散液的MFT值丙烯酸树脂及其应用丙烯酸树脂及其应用包衣膜充分的柔韧性是包衣颗粒具有可压性，以及片掉落时防止破裂的先决条件。聚合物中酯基碳链越长，分子聚合度越大，薄膜衣对药片的粘附性就越强，薄膜具有更大的拉伸强度和断裂伸长。断裂应变丙烯酸树脂及其应用加入适宜增塑剂或不同性质的树脂混合应用，改善薄膜机械性能，提高断裂应变。丙烯酸树脂及其应用合成本体聚合溶液聚合悬浮聚合溶液聚合丙烯酸树脂及其应用合成反应通式：R（或R1或R2或R3）+R1（或R2或R3或R4）R=丙烯酸R1=甲基丙烯酸R2=丙烯酸酯类R3=甲基丙烯酸酯类R4=其它酯类聚合（引发剂）丙烯酸树脂自由基聚合反应丙烯酸树脂及其应用本体聚合本体聚合是指单体本身在不加溶剂及其他分散介质的情况下由微量引发剂或光、热、辐射能等引发进行的聚合反应。体系组成：单体+引发剂（油溶性）渗透型树脂EudragitRL100和RS100用本体聚合制备。单体引发剂丙烯酸树脂及其应用实例：合成EudragitRS甲基丙烯酸甲酯（MMA）+丙烯酸乙酯(EA)+甲基丙烯酸氯化三甲胺基乙酯（MTC）EudragitRS偶氮二异丁腈（ABIN）放入三口瓶ABIN0.1g通氮气滴加0.1g溶于EA的ABIN反应1h冷却至室温MMA34mLMTC3.2g丙烯酸树脂及其应用本体聚合缺点：不易散热解决办法：分段聚合预聚在反应釜中进行，转化率达10～40％，放出一部分聚合热，有一定粘度。后聚在模板中聚合，逐步升温，使聚合完全。丙烯酸树脂及其应用110~130OC130~180OC180~225OC80OC80OC预聚合后聚合后处理预聚釜塔式反应器苯乙烯聚苯乙烯冷却、切粒、包装苯乙烯分段聚合的塔式反应流程丙烯酸树脂及其应用溶液聚合溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当溶剂中，在溶液状态下进行的聚合反应。体系组成：单体+引发剂+溶剂肠溶型Ⅱ、Ⅲ号树脂和胃溶型Ⅳ号树脂用溶液聚合法制备。丙烯酸树脂及其应用溶剂的选择能溶解所使用的单体、树脂，与水能以任何比例混溶，无毒或者低毒、无刺激味、不燃、不爆、其沸程要适当，便宜经济。遵循“极性相近”，“溶解度参数相近”原则。使用较多的溶剂是乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇等助溶剂或它们之间的混合溶剂。丙烯酸树脂及其应用合成EudragitL30D-55（甲基丙烯酸：丙烯酸乙酯=1:1）去离子水十二烷基硫酸钠过硫酸钾通氮除氧加热搅拌滴加丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸混合单体保温反应2h降温出料丙烯酸树脂及其应用悬浮聚合悬浮聚合是将溶于引发剂的单体在强烈搅拌和分散剂的作用下，以液滴状悬浮在水中而进行的聚合反应方法。体系组成：单体+(油溶性)引发剂+双亲性分散剂+去离子水丙烯酸树脂及其应用本体聚合单体浓度高，产品纯度高不易散热、控温，产品不易出料溶液聚合单体浓度低，分子量较低容易散热、控温，产品可直接使用悬浮聚合单体浓度高，产品纯度高，分子量较高容易散热、控温，产品容易分离综合优点，克服缺点丙烯酸树脂及其应用依次加入2mL1%的聚乙烯醇水溶液（分散剂）、40mL蒸馏水加热搅拌三口瓶溶解过氧化苯甲酰的甲基丙烯酸甲酯10mL升温至70℃调节搅拌速度至液滴大小合适温度升至78±2℃反应约1.5h产物抽滤，反复洗涤，自然风干甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合丙烯酸树脂及其应用乳液聚合乳液聚合是在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌，使单体在水中分散成乳状液，由水溶性引发剂引发而进行的聚合反应。乳液聚合反应装置示意图过硫酸盐丙烯酸树脂及其应用聚合前体系中存在三相：水相、胶束相和油相乳液聚合的机理单体液滴极少量单体和少量乳化剂以分子分散状态溶解在水中，大部分乳化剂形成胶束，大部分单体分散成液滴，少量乳化剂被吸附在单体液滴表面。丙烯酸树脂及其应用乳液聚合的全过程，可以划分为三个阶段：增速期、恒速期和降速期。1.增速期单体自由基进入增溶单体的胶束中进行链增长，形成新相—乳胶粒。随聚合反应的进行，乳胶粒数目增加，聚合速率增加，因此，第一阶段称为增速期，又称为乳胶粒生成期。K2S2O82K+2SO4丙烯酸树脂及其应用两个仓库胶束是提供乳化剂的仓库单体液滴是提供单体原料的仓库丙烯酸树脂及其应用2.恒速期乳胶粒的体积逐渐增大，单体液滴的体积逐渐缩小，当转化率达到50%时，单体液滴全部消失，单体全部进入乳胶粒中。乳胶粒中单体和聚合物各占一半，此时的乳胶粒称为单体-聚合物乳胶粒。丙烯酸树脂及其应用3.降速期链引发、链增长只能消耗单体-聚合物乳胶粒中的单体。聚合速率随单体-聚合物乳胶粒中单体浓度的下降而下降,最后单体完全转变成聚合物。丙烯酸树脂及其应用体系粘度低，易散热。聚合反应速率高，可制得高分子聚合物。合成聚合物乳液可以直接用作薄膜包衣材料。以水作为分散介质，价廉安全，环境污染小。设备及生产工艺简单，操作方便，灵活性大。优点需要固体聚合物时．乳液需经凝聚(破乳)、洗涤、脱水、干燥等系列后处理工序，生产成本较高；产品中留有的乳化剂难以完全除尽。缺点丙烯酸树脂及其应用合成药用肠溶性丙烯酸树脂溶剂水加入四口瓶搅拌升温加入过硫酸钾滴加甲基丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯混合单体定时补加引发剂保温反应1h升温使反应完全丙烯酸树脂及其应用丙烯酸树脂及其应用丙烯酸树脂的应用‒薄膜包衣材料‒骨架缓释材料‒口服结肠定位材料丙烯酸树脂及其应用薄膜包衣材料薄膜包衣高分子材料一般具备以下条件：•无毒、化学惰性，在热、光、水分、空气中稳定，不与包衣药物发生反应。•能溶解或均匀分散在适于包衣的分散介质中，形成连续、牢固、光滑的衣层。•有抗裂性并具有良好隔水、隔湿、遮光、不透气作用。胃溶（崩）型肠溶型缓释型丙烯酸树脂及其应用胃溶（崩）型包衣材料包衣材料包括EudragitE和EudragitRD100等。国产IV号树脂相当于EudragitE100，两者性能基本接近。EudragitRD100为高效速崩型水性薄膜包衣材料，由渗透性材料EudragitRL和9%羧甲基纤维素钠组成，后者