PL166536B1

PL166536B1 - A method for the production of polyethylene mixtures, especially for the production of infusion fluid packages and other drug packages

Info

Publication number: PL166536B1
Application number: PL29308192A
Authority: PL
Inventors: Stanislaw Zarzecki; Pawel Krzysztofik; Lech Karpinski; Leszek Stolarski; Dominik Maciejewski; Stanislawa Lajc; Maria Stasiak
Original assignee: Mazowieckie Zaklady Rafinery
Priority date: 1992-01-04
Filing date: 1992-01-04
Publication date: 1995-05-31
Also published as: PL293081A1

Abstract

1. Sposób wytwarzania'mieszanin polietylenowych, zwłaszcza do produkcji opakowań płynów infuzyjnych i opakowańinnych leków, z polietylenu wysokociśnieniowego i niskociśnieniowego, znamienny tym, że polietylen wysokociśnieniowy małej gęstości otrzymywany w obecności tlenujako inicjatorapolimeryzacji, posiadającej gęstość nie niższą niż 0,925 g/cm3, współczynnik spęcznienia stopu nie wyższy niż 130% oraz wskaźnik szybkości płynięcia (WSP190 /2,16 kg) 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 polietyleni niskociśnieniowy dużej gęstości posiada gęstość wynoszącą od 0,935 do 0,970 g/cm3, wskaźnik szybkości płynięcia (WSP190 /2,16 kg) 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, wyrażanyjako stosunek średniego wagowego ciężaru cząsteczkowego (Mw/Mn)jestwiększy niż 3,5, a mieszanie składników prowadzisię w ciągu technologicznym syntezy polietylenuwysokociśnieniowego małej gęstości, dodając stopiony polietylen niskociśnieniowy dużej gęstości do strumienia stopionego polietylenu wysokociśnieniowego za węzłem oddzielania nieprzereagowanego etylenu.1. A method for producing polyethylene mixtures, especially for the production of infusion fluid packaging and other drug packaging, from high-pressure and low-pressure polyethylene, characterized in that low-density high-pressure polyethylene obtained in the presence of oxygen as a polymerization initiator, having a density of not less than 0.925 g/cm3, a melt swelling coefficient of not more than 130% and a melt flow index (WSP190 / 2.16 kg) of from 0.05 to 0.5 g/10 min, is mixed with high-density low-pressure polyethylene added in an amount of from 0.5 to 5% by weight in relation to the high-pressure polyethylene, wherein the high-density low-pressure polyethylene has a density of from 0.935 to 0.970 g/cm3, a melt flow index (WSP190 / 2.16 kg) of not more than 1 g/10 min, and the ratio of this index to the melt flow index (WSP190 / 2.16 kg) of not more than 1 g/10 min, the melt flow rate of the high-pressure polyethylene is not more than 3, and the degree of polydispersity of the high-density low-pressure polyethylene, expressed as the weight average molecular weight ratio (Mw/Mn), is greater than 3.5, and the mixing of the components is carried out in the technological process of synthesis of low-density high-pressure polyethylene by adding molten high-density low-pressure polyethylene to the stream of molten high-pressure polyethylene downstream of the unreacted ethylene separation unit.

Description

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.The subject of the invention is a method for the production of polyethylene mixtures, especially for the production of packages for infusion fluids and other drugs with increased heat resistance, characterized by a high degree of purity and physiological indifference as well as good processability.

166 536166 536

Własności mieszanin polietylenowych otrzymanych sposobem według wynalazku odpowiadają wymaganiom stawianym surowcom do produkcji opakowań płynów infuzyjnych i innych środków leczniczych.The properties of the polyethylene mixtures according to the invention meet the requirements for raw materials for the production of packaging for infusion fluids and other medicaments.

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.The production of infusion fluid packages is carried out in high-speed, automated production lines, in which the packages are formed by extrusion blow molding, then they are filled with liquid, closed by heat sealing and sterilized at a temperature above 100 ° C. Raw materials processed with this technique must be characterized by good processing properties guaranteeing satisfactory efficiency of production lines and good quality of packaging in terms of surface smoothness and uniform wall thickness. They must also have good heat resistance ensuring the stability of the shape of the packages under sterilization conditions, i.e. under the conditions of loading the packages with liquid at elevated temperature, and they should also be characterized by high transparency that enables the control of filling the packages and dispensing drugs from them. These raw materials must not contain substances that are leachable with water and organic solvents and must meet the requirements of high purity and physiological indifference. These features are controlled by performing comprehensive biological and chemical tests of the material itself, the finished packaging and plastic extracts.

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.None of the known industrially produced grades of polyethylene possesses the above set of properties. Low-density polyethylenes, defined as high-pressure polyethylenes, obtained in the processes of high-pressure free radical polymerization initiated with oxygen or peroxygen compounds, are characterized by a high degree of macromolecule branching, which determines the low degree of internal order of the polymer structure (low crystallinity), which in turn corresponds to the low density of the material contained in within 0.915-0.935 g / cm ³ . Low-density polyethylenes are characterized by high flexibility and elasticity. Under blow molding conditions, the good processability of low density polyethylene provides a sufficiently wide spread of the molecular weight of the polymer.

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. .In practice, the value of the melt swell ratio is defined as a parameter that gives an overview of the molecular weight distribution of low-density polyethylene, the melt swelling ratio being defined as the ratio of the diameter of the polyethylene extrudate to the diameter of the plastomer nozzle through which molten polyethylene flows under standardized conditions. Typical values for the melt swelling ratio for low density polyethylenes with good processability are in the range 140-180%. The disadvantageous features of low-density polyethylene for the discussed direction of use are: too low stiffness and low heat resistance of the material, which disqualifies this group of polyethylenes as a material for the production of infusion fluid packages subject to heat treatment (sterilization) at temperatures above 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 α-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/cm³, a temperatura mięknie4A separate group of polyethylenes are high-density polyethylenes obtained in processes carried out at low pressures with the use of stereospecific organometallic catalysts of the Ziegler type. They are characterized by a linear structure of macromolecules practically devoid of branches. The consequence of this is a high degree of ordering of the polymer structure, which corresponds to high crystallinity and high density of the material, ranging from 0.930 to 0.970 g / cm3. The advantages of high-density polyethylenes for the production of infusion fluid packaging are their high heat resistance, determined by the Vicat softening temperature, ranging from 125 to 135 ° C, and high stiffness. A disqualifying feature of high-density polyethylenes for the application in question is the low transparency of the material, and, moreover, too high hardness of the material makes it difficult to properly fix the needle inserted into the package when infusing the infusion fluid. Linear low-density polyethylenes are distinguished as the third class of polyethylenes. They are most often obtained under synthetic conditions similar to those for obtaining high-density polyethylenes, where the polymerization is carried out with α-olefins containing four, six or eight carbon atoms in the molecule as comonomers. The structure of linear low-density polyethylenes macromolecules has short-chain branches with the same length of side chains, depending on the type of α-olefin used in the polymerization process. Linear low density polyethylenes have a density from about 0.916 to about 0.935 g / cm ³ , and the temperature is softened4

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.It covers the range from 110 to 125 ° C. Compared to high-pressure low-density polyethylenes, these polyethylenes are more difficult to process by blow molding, and are also characterized by a high degree of haze.

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.One of the methods of obtaining materials with the desired set of properties is composing multi-component polymer mixtures. Polish patent specification No. 149 247 describes a method of producing packages for liquid drugs from a polymer mixture obtained by homogenization of high-pressure low-density polyethylene with a melt flow index of 0.1 - 1.0 g / 10 min. in an amount of 70-95% by weight, with low pressure high density polyethylene having a density of 0.935-0.970 g / cm ³ and a melt index of 1.0-7.0 g / 10 min. in an amount of 5 - 30% by weight.

Sposób według wynalazku polega na tym, że polietylen wysokociśnieniowy małej gęstości o gęstości nie niższej 0,925 g/cm3, współczynniku spęcznienia stopu nie wyższym niż 130%, wskaźniku szybkości płynięcia (WSP19C0 /2,16 kg) 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 (WSP19o°/2,i6 kg ) 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.The method according to the invention consists in that high-pressure low-density polyethylene with a density not lower than 0.925 g / cm3, a melt swelling ratio not higher than 130%, a melt flow index (WSP19C0 / 2.16 kg) ranging from 0.05 to 0.5 g / 10 min are melt blended with low pressure low density polyethylene or linear low density polyethylene added in an amount of 0.5 to 5% by weight, based on high pressure low density polyethylene, each of the polyethylenes mentioned satisfying the following selection criteria. Low pressure high-density polyethylene has a density of 0.935 to 0.970 g / cm3, a melt index (WSP19 ° / 2, and 6 kg) not greater than 1 g / 10 min, and in addition, the ratio of the melt index of the low pressure high-pressure polyethylene to the melt flow rate of the high pressure low density is not higher than 3.

Natomiast polietylen liniowy małej gęstości posiada gęstość od 0,916 do 0,935 g/cm3 i wskaźnik szybkości płynięcia w zakresie od 0,2 do 2 g/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%.In contrast, linear low-density polyethylene has a density of 0.916 to 0.935 g / cm3 and a melt index in the range of 0.2 to 2 g / 10 min. Moreover, each of the above-mentioned components of the mixture has a certain size of its molecular weight distribution. A measure of the size of the molecular weight distribution of polymers is the degree of polydispersity defined as the ratio of the weight average molecular weight of the polymer (Mw) to the number average molecular weight (Mn). The higher the degree of polydispersity (Mw) (Mn), the wider the molecular weight distribution. In the case of high pressure polyethylene, the measurement of the melt swell ratio is commonly used to determine the approximate molecular weight spread. Determinations of the melt swelling ratio are performed in a plastometer simultaneously with the measurement of the melt flow rate of the polyethylene. The higher the degree of swelling of the polymer, the wider the molecular weight distribution of the polymer. As mentioned earlier, standard high pressure polymerization products are low density polyethylenes with a swelling ratio generally of from 140 to 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.To prepare the mixtures according to the invention, high-pressure low-density polyethylene with a swelling ratio of not more than 130%, preferably of 120%, and therefore with a narrow molecular weight distribution, is used. Such polyethylene can be obtained, for example, in a tubular polymerization reactor by carrying out the process with single-stream ethylene feeding to the reactor, maintaining a pressure not lower than 250 MPa in it, the maximum temperature in the reaction zone not exceeding 280 ° C and the temperature difference between the maximum and minimum temperature in the reactor not greater than 90 ° C, preferably not greater than 60 ° C. It should be noted here that reducing the degree of swelling of polyethylene, i.e. reducing the width of the molecular weight distribution, entails a deterioration of its processing properties and, consequently, a deterioration of the formability in the packaging production process. With respect to the high-density polyethylenes and linear low-density polyethylenes used in the process according to the invention, they should have an average or wide molecular weight distribution and have a Mw / Mn value, preferably greater than 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, mieszającThe polyethylene mixtures obtained by the method according to the invention are characterized by properties corresponding to all the requirements for raw materials for the production of infusion fluid and other drug packages. This applies both to the processing properties of these mixtures, ensuring high efficiency of automated packaging production lines, uniformity of thickness and smoothness of the surface of formed packaging, as well as to the functional properties of packaging, characterized by high transparency with surface gloss and the required heat resistance. So, in the method according to the invention, stirring

166 536 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.166 536 low-density high-pressure polyethylene with a narrow molecular weight distribution, and thus less processable by blow molding, with low-pressure high-density polyethylene or linear low-density polyethylene, which by their nature are more difficult to process than standard types of low-pressure high-pressure polyethylene densities, mixtures with very good processing properties are obtained, ensuring high efficiency of automated production lines. At the same time, high-quality packages are obtained in terms of their heat resistance, smoothness and surface gloss, uniformity in wall thickness and translucency.

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.The mixtures according to the invention are produced directly in the installation for the synthesis of high pressure low density polyethylene. The high-density polyethylene or linear low-density polyethylene preferably added in an amount of 2% to 3% by weight is fed in the molten state to the melt stream of the high pressure polyethylene downstream of the separation unit for unreacted ethylene from polyethylene. The production of mixtures directly in the production line of high-pressure polyethylene eliminates the undesirable effects accompanying the mixing and homogenization of components in separate mixing devices, in which, under the action of high wall stresses, scarring (breaking) of polymer macromolecules occurs. This phenomenon adversely affects the thermal resistance and stiffness of the material.

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.Moreover, the additional mixing operation creates the risk of introducing contamination, which is unacceptable due to the intended use of the product for medical applications. In order to meet the requirements for high purity and physiological inertness of mixtures, it is necessary to comply with several other conditions related to their preparation. The high pressure low density polyethylene must be a product obtained in the presence of oxygen as initiator. Synthetic oils used in installations for the synthesis of this polyethylene for lubrication and sealing of compressors compressing ethylene, passing in negligible amounts to the final polymerization product, must be physiological inertness, must not show the effect of migration from the packaging material to the fluid contained therein. These conditions are met, for example, by synthetic polyether oil which is a copolymerization product of ethylene oxide with at least 20% by weight of propylene oxide. The polyethylenes that are used to make mixtures for the production of packaging for infusion fluids and other drugs do not contain any additives such as stabilizers, lubricants and others. The mixtures obtained by the process according to the invention meet the requirements of physiological indifference. The method according to the invention is illustrated in the examples.

Przykład I. W instalacji wysokociśnieniowej polimeryzacji etylenu otrzymuje się polietylen o gęstości 0,927 g/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,i6 kg — 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:Example I. In the high-pressure ethylene polymerization installation, polyethylene is obtained with a density of 0.927 g / cm ³ , the melt flow rate WSP190 ° / 2.16 kg = 0.25 g / 10min, the melt swelling ratio of 119% and the Vicat softening point of 107 ° C. The polymerization is carried out in the presence of molecular oxygen as the initiator and synthetic polyether oil is used as a lubricant, which is a copolymerization product of ethylene oxide and propylene oxide. After melting, 4.5% by weight of high-density polyethylene with a density of 0.948 g / cm3, a melt flow index WSP190 ° / 2, and 6 kg - 0.35 g / 10min, is introduced into the stream of this polyethylene in the melt, downstream of the unreacted ethylene separation unit, a Vicat softening point of 132 ° C and a broad molecular weight distribution corresponding to a Mw / Mn value, determined by gel permeation chromatography, of 4.9. No stabilizers or other auxiliaries are added to the mixture. A mixture with the following properties is obtained:

- wskaźnik szybkości płynięcia WSP190°/2.i6 kg = 0,25 g/10 min- melt flow index WSP190 ° / 2nd and 6 kg = 0.25 g / 10 min

- współczynnik spęcznienia stopu: 119%- alloy swelling ratio: 119%

- gęstość: 0,927 g/cm3- density: 0.927 g / cm3

- temperatura mięknienia wg Vicata: 108,5°C- Vicat softening point: 108.5 ° C

- wytrzymałość na zerwanie: 18 MPa- breaking strength: 18 MPa

- wydłużenie przy zerwaniu: 920%- elongation at break: 920%

- stopień zmętnienia (folia 25nm): 12%.- degree of haze (25 nm foil): 12%.

Z uzyskanej mieszaniny w zautomatyzowanej, czterostanowiskowej linii do produkcji opakowań płynów infuzyjnych, z równoczesnym napełnianiem i zamykaniem opakowań, wytwarzanoFrom the obtained mixture in an automated, four-station line for the production of infusion fluid packaging, with the simultaneous filling and closing of the packaging,

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.166 536 packages with capacities of 2400 and 2700 packages per hour. Packages with a high surface gloss, good transparency and stiffness, with a low wall thickness spread were obtained. The packages filled with the infusion fluid withstood sterilization at 108 ° C and 110 ° C without signs of deformation. After heat treatment and during storage of drug packages, no signs of degradation of the material were found.

Przykład II. Do polietylenu wysokociśnieniowego małej gęstości jak w przykładziel, 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 WSPi900/2,16 kg = 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:Example II. To a high pressure low density polyethylene such as green, 2.5% by weight of a linear low density polyethylene with a density of 0.920 g / cm3, WSPi900 melt index / 2.16 kg = 0.35 g / was added as described in Example 1. 10 min, a Vicat softening point of 118 ° C and a molecular weight distribution corresponding to the Mw / Mn ratio of 4.5. The obtained mixture has the following properties:

- wskaźnik szybkości płynięcia WSP 190 /2,16 kg = 0,25 g/10 min- melt flow index WSP 190 / 2.16 kg = 0.25 g / 10 min

- współczynnik spęcznienia stopu: 119%- alloy swelling ratio: 119%

- gęstość: 0,926 g/cm³ - density: 0.926 g / cm ³

- temperatura mięknienia wg Vicata: 107,5°C- Vicat softening point: 107.5 ° C

- wytrzymałość na zerwanie: 17,8 MPa- breaking strength: 17.8 MPa

- wydłużenie przy zerwaniu: 980%- elongation at break: 980%

- stopień zmętnienia (folia 25 pm): 15%- degree of haze (25 pm foil): 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.Packages for infusion fluids were produced from the mixture obtained as described in Example 1. Packages of satisfactory clarity and uniform wall thickness were obtained. The very good weldability of the material in the closing operation of the filled packages made it possible to reduce the melt temperature of the material to be molded by 20 ° C compared to the mixture described in Example 1, while maintaining the required strength of the seals. The packages can withstand sterilization at 108 ° C. After heat treatment and during the storage period, the packaging shows no signs of degradation of the material.

Przykład III. W instalacji wysokociśnieniowej polimeryzacji etylenu otrzymuje się polietylen o gęstości 0,925 g/cm³, wskaźniku szybkości płynięcia WSP 19//2,16 kg = 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/cm³ .wskaźniku szybkości płynięcia WSP190°2,i₆ 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:Example III. In the high-pressure ethylene polymerization installation, polyethylene is obtained with a density of 0.925 g / cm ³ , a WSP melt index of 19 // 2.16 kg = 0.12 g / 10 min, a melt swelling ratio of 121% and a Vicat softening point of 107.5 ° C. Molecular oxygen is used as the polymerization initiator. Ethylene compressors are lubricated with a synthetic polyether oil which is a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide. 2.8% by weight of high-density polyethylene 0.959 g / cm ³ is added to the stream of this polyethylene, downstream of the unreacted ethylene separation unit, after melting, with the melt flow rate WSP190 ° 2, and ₆ kg = 0.25 g / 10 min, softening point 128 ° C Vicat, with a molecular weight distribution determined by the Mw / Mn ratio of 5.9. No stabilizers or other auxiliaries are added to the mixture. A mixture with the following properties is obtained:

- wskaźnik płynięcia WSP 190^,n kg = 0,10g/10min- flow index WSP 190, n kg = 0.10 g / 10min

- współczynnik spęcznienia stopu: 121%- alloy swell ratio: 121%

- gęstość: 0,925 g/cm³ - density: 0.925 g / cm ³

- wytrzymałość na zerwanie: 19 MPa- breaking strength: 19 MPa

- wydłużenie przy zerwaniu: 780%- elongation at break: 780%

- stopień zmętnienia (folia 25 pm) : 16%- degree of haze (25 pm foil): 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.From the obtained mixture, in an automated, four-station line for the production of infusion fluid packages with simultaneous filling and closing the packages by heat sealing, packages were produced with a capacity of 2400 packages per hour. Packages with good gloss, transparency and small wall thickness spread were obtained. The packages with the liquid did not deform when sterilized at 108 and 110 ° C. The packaging, after heat treatment and during storage, showed no signs of degradation of the material.

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 ₁^<j₀/_/^,i₆ kg = 6,8 g/10 min, charakteryzującego się wąskim rozrzutem ciężaru cząsteczkowego określonym wartością stosunkuExample IV (comparative). To the high-pressure low-density polyethylene as in Example 1, 4% by weight of high-density polyethylene with a density of 0.956 g / cm ³ , a WSP melt index of ₁ ^ <j ₀ / _/ ^, and ₆ kg = are added as described in Example ₁ . 6.8 g / 10 min, with a narrow molecular weight distribution determined by the ratio value

166 536 7166 536 7

Mw/Mn wynoszącą 3,1 i o temperaturze mięknienia wg Vicata równej 133°C. Otrzymana mieszanina posiada następujące własności:Mw / Mn of 3.1 and a Vicat softening point of 133 ° C. The obtained mixture has the following properties:

- wskaźnik szybkości płynięcia WSP i9o^e/2,ie kg = 0,255 g/10 min- the melt flow index WSP i9o ^e / 2, ie kg = 0.255 g / 10 min

- współczynnik spęcznienia stopu: 118%- alloy swell ratio: 118%

- gęstość: 0,926 g/cm³ - density: 0.926 g / cm ³

- wytrzymałość na zerwanie: 17 MPa- breaking strength: 17 MPa

- wydłużenie przy zerwaniu: 620%- elongation at break: 620%

- stopień zmętnienia (folia 25 pm): 25%- degree of haze (25 pm foil): 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.Infusion fluid packages were prepared from the obtained composition as described in Example 1. The resulting packages were disqualified due to large wall thickness irregularities and surface defects in the form of streaks. The defects in the quality of the packaging testify to the uneven flow of the mixture under the conditions of extrusion and packaging forming, and consequently to its poor processability.

Przykład V (porównawczy). W instalacji wysokociśnieniowej polimeryzacji etylenu otrzymuje się polietylen małej gęstości o gęstości 0,922 g/cm³, wskaźniku szybkości płynięcia WSP19o°/2,i6 kg = 0,24 g/10 min, współczynniku spęcznienia s^^^p^u 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 ³ wskaźniku szybkości płynięcia WSP i90°/2,i6 kg = 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:Example 5 (comparative). In the high-pressure ethylene polymerization installation, low-density polyethylene is obtained with a density of 0.922 g / cm ³ , a melt flow rate WSP19o ° / 2, i6 kg = 0.24 g / 10 min, a swelling coefficient of s ^^^ p ^ u 143%, and Vicat softening point of 98 ° C. To this polyethylene, obtained in the form of granules, 20% by weight of high-density polyethylene with a density of 0.956 g / cm ³ WSP melt index i90 ° / 2, i 6 kg = 6.89 g / 10 min, Vicat softening point 133 ° C and having a narrow molecular weight distribution as defined by a Mw / Mn ratio of 3.1. The whole is mixed in a mixing and homogenization device in a gradual state. Mixtures with the following properties are obtained:

- wskaźnik szybkości płynięcia WSP 190 /2,/e kg = 0,40 g/10 min- melt flow index WSP 190/2, / e kg = 0.40 g / 10 min

- współczynnik spęcznienia stopu: 142%- alloy swell ratio: 142%

- gęstość: 0,925 g/cm³ - density: 0.925 g / cm ³

- temperatura mięknienia wg Vicata: 108°C- Vicat softening point: 108 ° C

- wytrzymałość na zerwanie: 14,5 MPa- breaking strength: 14.5 MPa

- wydłużenie przy zerwaniu: 650%- elongation at break: 650%

- stopień zmętnienia (folliapm): 35%- degree of haze (folliapm): 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.The resulting composition was used to produce on-line packages as in Example I. When the extrusion process was carried out at the rotational speeds of the extruder as in Examples 1-3, the measured extrusion yield was more than 10% lower than the extrusion yield obtained in Examples 1-3, and the yield was 2,400. packs per hour were obtained at the maximum rotary speed of the extruder. The resulting packages had a satisfactory homogeneity of the surface and, on the other hand, were characterized by a much lower transparency and a lower surface gloss than the packages obtained from the mixtures prepared as in Examples 1-3. 108 ° C was determined as the maximum allowable sterilization temperature for the infusion fluid packages obtained from the mixture prepared as described above.

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.Example VI (comparative). Infusion packages were produced from the high pressure low density polyethylene described in Example 1 as described in Example 1. Packages were obtained with a satisfactory surface smoothness and good clarity, but at the same time with a large wall thickness spread. This defect caused the drug packages to deform during sterilization at 108 ° C.

166 536166 536

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egzPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 1,00 zł.Price PLN 1.00.

Claims

Patent claims

Method for the production of polyethylene mixtures, especially for the production of infusion fluid packages and packages of other drugs, from high-pressure and low-pressure polyethylene, characterized in that high-pressure low-density polyethylene obtained in the presence of oxygen as a polymerization initiator, having a density not lower than 0.925 g / cm ³ , the melt swelling ratio not higher than 130% and the melt flow index (WSPi90 ^e / 2.16 kg) from 0.05 to 0.5 g / 10min, mixed with low pressure high density polyethylene added in an amount of 0.5 to 5 % by weight of the high-pressure polyethylene, the low-pressure high-density polyethylene has a density ranging from 0.935 to 0.970 g / cm ^s , the melt index (WSPigo ^o / 2.16 kg) is not higher than 1 g / 10 min, and the ratio of this the high-pressure polyethylene melt index is not more than 3, and the low-pressure polyethylene polydispersity degree is high j density, expressed as the ratio of weight average molecular weight (Mw / Mn) is greater than 3.5, and the mixing of components is carried out in the production line of low-pressure high-pressure polyethylene by adding the melted high-pressure low-pressure polyethylene to the melt stream of high-pressure polyethylene after the separation point unreacted ethylene.

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the high pressure low density polyethylene is blended with the low pressure high density polyethylene having a molecular weight distribution which has polydispersity values (Mw / Mn) greater than 3.5.

Method for the production of polyethylene mixtures, especially for the production of packaging for liquids and other drugs, from high-pressure and low-pressure polyethylene, characterized in that high-pressure low-density polyethylene, obtained in the presence of oxygen as a polymerization initiator, having a density not lower than 0.925 g / cm ³ , a melt swelling ratio of not more than 130% and a melt flow index (WSP190 ° / 2.16 kg) of 0.05 to 0.5 g / 10 min, mixed with low-pressure linear low-density polyethylene added in an amount from 0.5 up to 5% by weight with respect to high-pressure polyethylene, the low-pressure linear low-density polyethylene has a density ranging from 0.916 to 0.935 g / cm ³ , a melt index (WSP1S0 ^e / 2, and e kg) ranging from 0.2 to 2 g / 10 min and is characterized by an average or wide molecular weight distribution, and the mixing of components is carried out in the technological process of high-pressure polyethylene synthesis low density polyethylene by adding molten low pressure linear low density polyethylene to the high pressure polyethylene stream downstream of the unreacted ethylene separation unit.

4. The method according to p. The process of claim 3, wherein the high pressure low density polyethylene is blended with the low pressure linear low density polyethylene having a molecular weight distribution which has a polydispersity degree (Mw ^ Mn) value greater than 3.5.

5. The method according to p. The process of claim 3, wherein the low pressure linear low density polyethylene is added in an amount of 2 to 3% by weight.