第一篇:药剂学综述中空栓剂的研究进展及应用展望
中空栓剂的研究进展及应用展望
摘要: 介绍中空栓的研究概况和进展,从近年来国内外发表的文献为依据, 从中空栓的处方设计,制备方法及临床应用作一概括。中空栓具有生物利用度高, 副作用小, 制剂稳定性好等优点, 便于个体给药,尤其适于小儿、呕吐及慢性病患者应用。中空栓有良好的可行性和开发前景。
关键词: 中空栓;普通栓剂;制剂
引言:药物中空栓剂(Hollow type suppository,HTS)是近年来发展起来的一种新剂型,其外层为基质制成的壳, 空心可填充固体或液体状态的药物。与用药物粉末与基质混合制成,通过直肠或阴道给药 ,基质逐渐融化,药物亦逐渐溶出吸收而发生药理作用的普通栓剂(Conventional type suppository,CTS)相比,HTS具有起效快、生物利用度高、制剂稳定性好、适用范围广泛等诸多优点,扩大了许多药物的给药途径。
栓剂是古老的外用固体制剂,迄今已有400余年历史,随着栓剂的发展,渡道善照等1984年研制成了中空栓剂。近年来国内外药物学家已在HTS的研制方面做了许多研究,本文就中空栓剂的研究进展进行综述。
1.中空栓剂的基质
1.1半合成脂肪酸甘油酯 目前应用HTS的基质有多种,但绝大多数的
HTS仍采用半合成脂肪酸甘油酯为基质。许谙以醋氯芬酸为主药,半合成脂肪酸甘油酯为基质制备栓剂[1]、邢树礼等以半合成脂肪酸甘油酯作基质用熔融法备硝酸咪康唑中空泡腾栓[2]、Somayeh Makvandi 等[3]制备的东莨菪碱直肠中控栓剂也以半合成脂肪酸甘油为基质,中空栓剂的制备中多以半合成脂肪酸甘油酯为基质进行制备。
1.2其他基质 谢英花等以混合脂肪酸甘油酯为基质制备甲硝唑中空
[4]栓和普通栓;Kouji 等[5] 研究了人体绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotroping,hCG)中空栓,以 Witepsol H-15为基质,熔融法制备了含a-环糊精(a-CYD)和不含a-CYD hCG 中空栓。因为hCG 分子量大,不易通过直肠黏膜,且易被降解,单纯hCG 中空栓肛门给药后体内血浆中检测不到hCG。将hCG 与a-CYD 混合后再与基质制成中空栓,结果能在血浆中检测出有效的hCG 浓度。a-CYD不仅具有稳定 hCG的作用,而且还能促进其从肠道吸收。詹文强[6]等用160 g聚乙二醇1000、6g聚乙二醇4000 和16g十六醇加热熔融后作为栓剂基质,制成小儿解热 HTS,达到了实验预期效果。
2.药物的填充方式
HTS外层为基质制成的壳,空心可填充固态、液态等各种状态的药物。2.1溶液 药物溶液是HTS最普遍的填充方式。对水溶性药物,国内学者现多以丙二醇、聚乙二醇 300 为溶剂。水难溶性药物溶出及吸收不良时,也可将其溶于适当的两性溶媒中,可获得良好吸收效果,且药物浓度越低吸收越好。白秋江[7]等在研究pH与吸收促进剂对胰岛素中空栓剂中胰岛素吸收的影响时使用甘油作为溶剂制成每枚含胰岛素4U的中空栓剂,得到满意效果。Orri Thor Ormarsson等[8]的海洋脂质中空栓剂使用30%的游离脂肪酸和w-3的鱼油为溶剂进行填充,取得了良好的临床效果。2.2混悬液 混悬液也是 HTS中药物填充的常见方式。姚荧等用以丙
[9]二醇为分散媒的氧氟沙星和甲硝唑混悬液制备成HTS,其主要理化指标符合栓剂的质量标准。
2.3固体 2.3.1粉末 韩翠艳
[10]
等将盐酸洛美沙星粉直接填充于空壳中制成 H TS,重点考查性状、融变时限、含量、有关物质检测等项目,结果均合格。另外 ,李金伟[11]等用奥硝唑粉制成 HTS,韩飞飞[12]等用对乙酰氨基酚粉制成 HTS,并对 HTS进行了质量控制考查 , 结果符合规定。
2.3.2微囊 曾仁杰
[13]
等以乙基纤维素为囊材,采用喷雾干燥法制成吲哚美辛微囊,加适当吲哚美辛粉剂制成控释 HTS,其生物利用度优于 CTS,临床应用不良反应也明显减轻。
3.中空栓制备方法
3.1 使用 CTS模具制备HTS 这是目前制备 HTS的常用方法。将熔化的栓剂基质注入经润滑剂处理的栓模中 ,待适当凝固后,迅速翻转栓模,使模孔中央未凝的基质流出,形成内壁光滑的空腔。但用此种方式制备的HTS难以保证具有特定的容积,因此在加药时一定要注意药量的准确性。若药物为液体,用精密的微量加液器加入相同体积的药物;若药物为固体,则称量时要尽量保持一致。
3.2 中空栓模具制备
董爱梅
[14]的子弹型栓壳模具,在凸模板上有24只凸模,凹槽与之对应,之间加一退料板,分别从正反双向平行推卸料板,使栓壳平稳脱出。韩飞飞等人用由阴模、阳模、模垫和模底四部分组成的中空栓模具,阳模为数个金属锥连接的金属板,模垫为带溢液槽的金属板。将阳模插入阴模,便可制备栓剂外壳制备成对乙酰氨基酚 HTS,操作简单,制备的HTS在外观重量差异和融变时限方面均符合《中国药典》2000版的规定。王虎军[15]等人制备了精密的HTS模具。该模具由主体模具 A、B和栓塞C三部分组成。其外壳重量差异小于±3 % ,内腔容积差异小于±1 %,HTS成品重量差异小于±5 %。
4.中空栓药用特点及制剂应用
1提高质量稳定性: 外壳的脂肪基质可使药物免受空4.1 药用特点 ○气的潮解和氧化 ,对光敏感的药物可起到遮光作用 ,增加了药物的稳定性。普通栓剂中药物尤其是复方药物与基质混合后易造成栓剂的硬度、色泽、熔点和熔融时间发生变化, 从而产生药物释放的变化;在储存过程当中, 对由高熔点基质制成的栓剂还可能发生硬度效应。导致熔融时间变长,释药速度减慢;还有普通栓药物暴露部分易发生
2起效速度快:由于HTS内的药物是氧化、潮解、变质等影响疗效。○以溶液或药物粉末的形式存在 ,外壳基质一旦融化 ,药物即一次性
3提高生物利用释放 ,直接与黏膜接触并被吸收 ,所以起效迅速。○度:可弥补CTS基质与药物混合造成的释药困难,也可避免制作过程中药物与基质混合,加热引起的晶型改变而造成生物利用度下降。栓剂在距肛门2cm处,至少50 %~70 %的药物可通过直肠下静脉吸收,进入体循环 ,避免了肝脏的首过效应。HTS外壳基质在体内熔化后,药物一次性释放,药物因上部外壳的阻碍,易于向直肠下部扩散,避免药物通过直肠上静脉进入门静脉,更多的药物则通过直肠下静脉吸
4使用方便:HTS无痛无收,绕过门静脉,具有更高的生物利用度。○创伤,尤其儿童容易接受 ,也为神志不清、呕吐及其他不宜口服给药的患者提供了有效的给药途径。
5应用范围广:水溶性和脂溶性的药物都可以选择适当的基质制备 ○HTS,同时由于药物与基质相对分开,不存在 CTS释药困难的问题,制剂质量考查如性状、软化点、融变时限及体外溶出度等均能符合要6 便于剂量个体化:CTS成型后剂量难以个体化 ,而 HTS中心求。○药量可以调整 ,临床上可以预先制备中空栓剂外壳,根据临床需要临时填充药物,便于调节剂量。对于治疗窗窄的药物,可根据血药浓度监测调整住院患者的用药方案 ,以确保疗效和减少毒副作用
4.2制剂应用 4.2.1制备小儿制剂 小儿患病后由于服药困难往往需要注射给药 ,这给患儿造成很大痛苦 ,也存在很多弊端。因此 HTS尤其适合制备小儿制剂 ,不仅解决了服药困难问题 ,还减少了胃肠道刺激作用 ,用药剂量也准确。姜华 [16]等制备的小儿解热HTS,取得了很好的溶出效果 ,适合于慢性炎症的治疗。
4.2.2抗生素和多肽类药物的直肠吸收: 早在 70 年代就有人进行胰岛素4u注射的替代途径,其降血糖作用与皮下注射 1u 相当, 胰岛素中空栓剂有可能作为胰岛素皮下注射的替代途径, 但不适合长期使用。万古霉素口服胃肠反应大,以中链透明质酸钠为促收剂的HTS生物利用度可达到36%,可替代口服剂型。红霉素遇酸被破坏, 在直肠吸收较好, 氯唑西林钠的普通栓剂也有较好的生物利用度,HTS有望进一步的提高这些药物的疗效。
4.2.3制成控释型栓剂 HTS的药物若采用包合物、微囊等形式控制释药速度,可制备缓释中空型栓剂[17]或控释中空型栓剂。以PEG 6000、PEG 400、卡波姆为基质,蜂蜡为阻滞剂 ,制成中空栓。结果:蜂蜡作为阻滞剂可延缓药物的释放。以乙基纤维素为囊材制成吲哚美辛微囊 , 加适当吲哚美辛粉剂制成控释中空栓[18]。实验和结果表明 ,能控制体内释药速度 ,生物利用度比普通的中空栓优 ,临床应用不良反应明显减轻。单剂量给药后,可获较为稳定的血药浓度 ,持续时间长。
5.中空栓的临床应用及展望
5.1扩展了治疗慢性病的用药途径 HTS为哮喘、糖尿病、贫血和癌症患者等慢性病的长期治疗提供了适合的剂型 ,能替代某些注射剂、灌肠剂,剂量准确 ,应用方便。缓释 HTS 可减少用药频率 , 增加病人的顺应性。于宝成等研制的胰岛素HTS, 兔体内药效实验证明,含量4 U的胰岛素 HTS降糖效果与皮下注射胰岛素1 U相当 ,说明胰岛素 H TS可能成为胰岛素非注射给药的有效途径。癌症晚期的疼痛给患者造成很大痛苦,而镇痛药多为注射剂 ,给患者又增加了痛苦 ,因此人们一直积极寻找这类药物新的给药途径。盐酸吗啡HTS的制备 ,表明HTS有较好的生物利用度,避免了药物的首过效应,是替代注射剂的较好剂型。
5.1 扩展了解热镇痛药的用药途径 对乙酰氨基酚是治疗感冒发烧的常用药 ,其HTS的溶出速度很快 ,在兔体内达峰时间较短,峰浓度较高。另外尼美舒利HTS[19]、双氯芬酸液体栓剂[20]、消炎痛 HTS的制备,说明 HTS是一种较理想的用于解热镇痛药的新剂型。
5.2扩展了抗菌药物的用药途径 枸橼酸莫沙必利自微乳中空栓剂
[21]、复方奥硝挫HTS[22]等质量考查均合格 , 可起到局部或全身作用。环丙沙星有副作用,口服引起的副作用占首位。为了扩大环丙沙星的制剂品种,李维[23]等试制了环丙沙星中空栓剂,具有重要临床意义。可见把抗菌药物制成 HTS具有广阔的应用前景。
5.3扩展了中药中空栓剂在外科的用药途径 枳朴方HTS
[24]
具有利用中药复方多靶点发挥作用的优势,通过促进肠浆膜间皮细胞增生,减轻或吸收局部炎症反应修复并维持肠浆膜间皮细胞的正常结构与功能,保护了肠浆膜的完整性以防术后肠粘连。
5.4扩展了中药中空栓剂在泌尿科的用药途径 前列腺有层坚韧的纤维膜,若以口服和注射给药,药物浓度很低。目前HTS的治疗优势较突出,能对疼痛和排尿困难迅速起效,并保持长期疗效[25]。
6.中空栓存在的问题 6.1不能大规模生产
使用CTS模具或者使用 HTS专用模具制备HTS,操作都比较烦琐,因此目前 HTS只用于实验室生产,要实现大规模生产 ,还需要解决生产设备、质控等技术问题。
6.2个体吸收差异大 HTS通过直肠给药 ,当给药过深时(超过2cm), 药物经直肠上端静脉吸收后,入肝门静脉 ,可产生首过效应。只有在距肛门2cm 处给药 ,药物经直肠下端静脉吸收后直接进入大循环 ,不被肝脏代谢破坏。因此其给药深度影响药物的吸收深时。
结语:虽然HTS的研究起步较晚,但适合制成HTS的药物很多。总结国内外的研究多以西药入药,其疗效在医院也得到一定的验证,并且发展了控释、缓释各种剂型。据国内外文献报道的临床应用取得了满意的治疗效果,受到了病人及医药工作者的欢迎。由于其独特的结构 特点,不但可以制造成品,而且可以预制成空壳,以供临床根据患者的病症需要而自行填充药物后使用,为小儿、老年、急危重症、不易或不宜口服、注射等患者提供了一种方便、安全、有效、实用的新剂型 和用药途径,在临床上具有很大的应用价值和广阔前景。
参考文献
1.许谙.醋氯芬酸栓的制备及质量控制.中国药房.2011,22(9):832 2.邢树礼,孔迎东,丁长玲,等.硝酸咪康挫中空泡腾栓的制备及质量控制.中国医药学院杂志,2012,32(1):62 3.Somayeh Makvandi,Mitra Todayon, Mohammadreza Abbaspour.Effect of hyoscine-N-butyl bromide rectal suppository on labor progress in primigravid women: randomized doubleblind placebo-controlled clinical trial.CLINICAL SCIENCES,2011.52.159 4.谢英花,李小云,刘燕,等.甲硝锉中空栓剂的制备及质量控制.河北工业科技,2009,26(4):234 5.Kouji K,Iori H,Hirono K,et al.Pharmacokinetics and pharmacodynmics of human chorionic gonadotropin(hCG)after rectal administration of hollow type suppositories containing hCG[J].Biol Pharm Bull 2002,25(5):678 - 679 6.詹文强,姜华.小儿解热中空栓的制备及体外溶出度研究.中国新药与临床药理,2007,18(4):323 7.白秋江,于宝成,袁宝军,等.PH吸收促进剂对胰岛素中空栓剂中胰岛素吸收的影响.华西医学杂志,2007,22(4):421-423 8.Orri Thor Ormarsson,Thormodur Geirsson,,Einar Stefan Bjornsson..Clinical Trial: Marine Lipid Suppositories as Laxatives.Mar.Drugs 2012, 10, 2047-2054 9.姚荧 ,汪涛 ,徐正强 ,等.复方甲硝唑中空栓的制备及质量控制.中国药房,2005,16(10):748 10.韩翠艳 ,翟伟宇 ,程国平,等.盐酸洛美沙星中空栓剂的制备及其稳定性.中国医院药学杂志 , 2004,24(3): 136 11.李金伟 ,董根山 ,李俊岭 ,等.奥硝唑中空栓的制备及质量控制.中国药房 , 2009 , 17(13):987.12.韩飞飞 , 吴绵斌 , 李范珠.对乙酰氨基酚中空栓的研制及其质量考查.天津药学 , 2005 , 17(4): 32 13.曾仁杰 ,景利 ,孙伟张 ,等.控释吲哚美辛微囊中空栓的实验研究.中国医院药学杂志 , 1994,14(3): 103 14.董爱梅,陶贵金,房晓东.中空栓模具的研究[J],电加工与模具,2003,(6):49-50 15.王虎军.水合氯醛β-环糊精包裹物中空栓的制备.中国医院药学杂志 ,1998 , 18(2): 73 16.姜华,詹文强.HPLC测定小儿解热中空栓剂中黄芩苷和绿原酸含量.西部中医药,2012,25(2):21 17.Hideo Shiohira,Makiko Fujii,Naoya Koizumi.Novel chronotherapeutic rectal aminophylline delivery system for therapy of asthma.International Journal of Pharmaceutics 379(2009)119–124 18.毛芬琴,陈飞,马剑茵.吲哚美辛微囊的研制.中华民族民间医药,2010,13(3):24 19.潘海宇 ,孟爱国 ,刘春艳.尼美舒利栓剂和中空栓剂的研制.中国医药,2009, 1(4): 223 20.Chul Soon Yong, Young-Kwon ChoP.Physicochemical Characterization and In Vivo Evaluation of Thermosensitive Diclofenac Liquid Suppository.Arch Pharm Res Vol 26, No 2, 162-167, 2003 21.林伟香,龙晓英,张选红,等.枸橼酸莫沙必利自微乳中空 栓剂的制备及质量标准研究.广东药学院学报 2010,26(5):445 22.王彦,张利利.复方奥硝唑中空栓的制备及质量控制.中国现代应用药学杂志,2009,26(3):224 23.李维,刘慧斌,董俊仕,等.环丙沙星中空栓的制备及其质量控制.辽宁医学院学报,2010,31(2):172 24.温向娟,方昆,仝立国,等.枳朴中空栓制备工艺的研究.中国医学报,2012,40(3):103 25.董磊,李英超.新型栓剂的研究进展.长春中医药大学学报,2008,24(3):246-253
第二篇:药剂学实验2(栓剂软膏剂)
栓剂的制备
一、实验目的1.通过实验要求掌握栓剂常用基质的类型、特点、适用情况。
2.初步学会模制成形法(热熔法)制备栓剂的方法。
二、实验指导
栓剂按其作用可分为两种。一种是在腔道内起局部作用;另一种是由腔道吸收至血液起全身作用。栓剂的制备和作用的发挥,均与基质有密切的关系。因此选用的基质必须符合各项质量要求,以便制成合格的栓剂。
采用模制成形法(热熔法)制备栓剂时,需用栓模,在使用前应将栓模洗净、擦干,再用棉签蘸润滑剂少许,涂布于栓模内,注模时应稍溢出模孔,若含有不溶性药物应随搅随注,以免药物沉积于模孔底部,冷后再切去溢出部分,使栓剂底部平整;取出栓剂时,应自基部推出,如有多余的润滑剂,可用滤纸吸去。
栓模内所涂润滑剂,脂肪性基质多用肥皂醑,水溶性基质多用液状石蜡、麻油等。栓剂制成后,分别用药品包装纸包裹,置于玻璃瓶或纸盒内,在25℃以下贮藏。
三、实验内容
1.洗必泰栓剂制备
[处方]
醋酸洗必泰0.03g
聚山梨酯-804滴
冰片的乙醇溶液2滴(2%)
甘油5.5g
明胶1.6g
蒸馏水加至12g
制成阴道栓
[制法]
取处方量的明胶,置于称重的蒸发皿中,加蒸馏水20ml,浸泡约30分钟,使之膨胀变软,再加甘油在水浴上加热使明胶溶解,继续加热使重量达10-12g为止。
取洗必泰加入聚山梨酯-80,并混匀,滴入冰片的乙醇溶液,再加入制好的甘油明胶,搅拌均匀趁热灌入已涂好润滑剂(液体石蜡)的阴道栓模中,冷却削平,取出包装即得。
[附注]
(1)醋酸必泰与聚山梨酯-80混匀,否则影响成品含量。
(2)将冰片溶于乙醇制成溶液。
(3)明胶需先用水浸泡使之膨胀变软,再加热才易溶。
(4)处方中聚山梨醋-80为表面活性剂,可以使醋酸洗必泰均匀散于甘油明胶基质中。
(5)甘油明胶基质,具有弹性,且在体温时不熔融,而是缓缓溶于体液中释放出药物,故作用缓和持久。
2.鞣酸栓剂制备
[处方]
每枚用量4枚用量
鞣酸0.2g0.8
可可豆脂适量适量
[制法]
(1)测量栓模大小:取可可豆脂约10克置蒸发皿内,水浴加热,至可可豆脂有
2/3熔融时,立即取下蒸发皿,搅拌至全熔,注入涂过润滑剂(肥皂醑)的栓模中。凝固后整理启模,取出栓剂称量,其平均值即为该栓模大小(重量)
x。
(2)可可豆脂用量:根据药物置换价(鞣酸1.6),按下式计算可可豆脂用量:
g=4x-0.2*4/1.6
(3)鞣酸栓制备:取计算量的可可豆脂,置蒸发皿内,水浴加热,至可可豆脂有
2/3熔融时,立即取下蒸发皿,加入鞣酸细粉,搅拌均匀,近凝时注入涂过
润滑剂(肥皂醑)的栓模中。凝固后整理、启模、取出。
[附注]
(1)同体积的药物和可可豆脂的重量比称为置换价。
(2)可可豆脂水浴温度应严格控制在36℃以下,以免其转变晶型。
(3)栓模应先水冷,以便注入液体后迅速凝固,避免药物沉积。
[思考题]
(1)制备甘油明胶基质就注意什么?
(2)哪些药物可以选用甘油明胶为基质?哪些药不能用此基质?
(3)计算置换价有何意义?
软膏剂的制备
一、实验目的1、掌握各种不同类型、不同基质软膏剂的制法、操作要点及操作注意事项。
2、掌握软膏剂中药物的加入方法。
二、实验指导
软膏剂由药物与基质两部分组成,基质是软膏剂形成和发挥药效的重要组成部分。软膏剂的制法按照形成的软膏类型、制备量及设备条件的不同而不同,溶液型或混悬型软膏常采用研和法或熔和法制备,乳化法是乳膏剂制备的专用方法。制备软膏剂的基本要求是使药物在基质中分布均匀、细腻,以保证药物剂量与药效。
操作要点:
1.选用的基质应纯净,否则应加热熔化后滤过,除去杂质,或加热灭菌后备用。
2.混合基质熔化时应将熔点高的先熔化,然后加入熔点低的熔化。
3.基质中可根据含药量的多少及季节的不同,酌加蜂蜡、石蜡、液状石蜡或植物油以调节软膏硬度。
4.不溶性药物应先研细过筛、再按等量递加法与基质混合。药物加入熔化基质后,应不停搅拌至冷凝,否则药物分散不匀。但已凝固后应停止搅拌,否则空气进入膏体使软膏不能久贮。
5.挥发性或受热易破坏的药物,需待基质冷却至40℃以下时加入。
6.含水杨酸、苯甲酸、鞣酸及汞盐等药物的软膏,配置时应避免与铜、铁等金属器具接触,以免变色。
7.水相与油相两者混合的温度一般应控制在80℃以下,且二者温度应基本相等,以免影响乳膏的细腻性。
8.乳化法中两相混合的搅拌速度不宜过慢或过快,以免乳化不完全或因混入大量空气使成品失去细腻和光泽并易变质。
三、实验内容
(二)乳剂型基质软膏的制备
1.o/w型乳膏基质的制备
[处方]
硬脂酸4.8g
单硬脂酸甘油酯1.4g
白凡士林0.4g
液体石蜡2.4g
羊毛脂2.0g
三乙醇胺0.16g(5滴)
对羟基苯甲酸乙酯0.04g
蒸油水加至 40g
[制法]
取三乙醇胺、蒸馏水于烧杯中,水浴加热至65℃左右,取硬脂酸、单硬脂酸甘油酯、白凡士林、液体石蜡、羊毛脂于蒸发皿中水浴加热熔化,温度至45-65℃;将水相加入油相中,边加边搅至皂化完全,趁热加入尼泊金搅拌至冷凝。
[附注]
两相混合时,温度要相近,否则成品中出现粗细不匀的颗粒。
2.w/o型乳膏基质的制备
[处方]
单硬脂酸甘油酯4.0g
石蜡4.0g
液状石蜡20.0g
白凡士林2.0g
司盘-800.3g
醋酸洗泰0.001g
蒸馏水10.0g
[制法]
将单硬脂酸甘油酯、石蜡置于蒸发皿中于水浴上熔化,加入白凡士林、液体石蜡、司盘
080、待完全熔化后,保持温度70-80C;将同温的司盘-80,醋酸洗必泰水溶液加入上述油相
溶液中,边加边向同一方向搅拌,至呈乳白色半固体状,即得。
[附注]
(1)单硬脂酸甘油酯是单与双硬脂酸甘油酯的混合物,为白色蜡状固化。乳化能力弱,为w/o型辅助乳化剂,常用作乳剂基质的稳定剂或增稠剂,并使产品滑润。
(2)司盘-80系非离子型表面活性剂,为w/o型乳化剂。
[思考题]
1.分析处方组成,说明每种组分的作用。
2.软膏剂质量如何检查?你在实验中是否达到一般规定?
第三篇:实验7栓剂的制备讲稿_工业药剂学
Experiment 7 Preparation of suppositories
Purposes
1.To know the characters and applications of the bases of suppositories.2.To master the characters and applications of fusion method to prepare suppositories.Introduction Suppositories are preparations made by incorporating medicaments in suitable bases, intended for rectal administration.Suppositories are made in different shapes and sizes according to the site of action and their function, generally include vaginal suppository and rectal suppository.The drug and bases in suppositories should be thoroughly mixed.The suppositories are smooth and uniform in appearance.Suppositories are nonirritating and melting, softening or dissolving when inserted in the rectum and are miscible with body fluid to release the medicaments gradually thus exert local or systemic effects.Suppositories are sufficiently hard to withstand handling or packaging without deformation
Cocoa butter, glycerinated gelatin, hydrogenated vegetable oils and mixtures of polyethylene glycol may be used as suppository bases.The suppository base employed has a marked influence on the release of the active ingredient incorporated in it.While cocoa butter melts quickly at body temperature, it is immiscible with body fluids and this inhibits the diffusion of fat-soluble drugs to the affected sites.Polyethylene glycol is a suitable base for some antiseptics.In cases where systemic action is expected, it is preferable to incorporate the ionized rather than the nonionized form of the drug, in order to maximize bioavailability.Although un-ionized drugs partition more readily out of water-miscible bases such as glycerinated gelatin and polyethylene glycol, the bases themselves tend to dissolve very slowly and thus retard release in this manner.Oleaginous vehicles such as cocoa butter are seldom used in vaginal preparations because of the nonabsorbable residue formed, while glycerinated gelatin is seldom used in recta because of its slow dissolution.Cocoa butter and its substitutes(Hard Fat)are superior for allaying irritation.As in preparations intended for treating internal hemorrhoids.General the volume of mold of suppositories are fixed, but different suppositories may have different weight as the density of the drugs and bases are different.The weight of the suppository bases can be determined by calculating the displacement value, which is definite as the weight proportion of drug to cocoa butter with the same volume.For example, the displacement value of tannic acid is 1.6, which means the volume of 1.6g tannic acids is equivalent to that of 1g cocoa butters.Generally the bases of suppository include greasy bases and water-soluble bases.It can be prepared by the fusion method.Equipments and Materials 1.Equipments
mold of vaginal suppository, mold of rectal suppository, evaporating dish, water bath, ice bath, electric stove, analytical balance, disintegration determination apparatus, etc.2.Materials
cocoa butter, glycerol, gelatin, stearic acid, sodium carbonate, sodium bicarbonate, tannic acid, chlorhexide acetate, borneol, citric acid, liquid paraffin, ethanol, tween 80, distilled water PEG400, PEG6000, etc.Procedures 1.Glycerol suppository(1)Formulation Glycerol Sodium carbonate Stearic Acid Distilled water(2)Preparation Sodium carbonate, distilled water and glycerol is mixed in the evaporating dish above the water bath.Add stearic acid slowly into this evaporating dish in the agitation.Then pour this solution into the molds of rectal suppository smeared with liquid paraffin when the mixture turns into settled solution.After they are cooled, scrape off the unnecessary parts, and the final products can be got.2.Tannic acid suppository(1)Formulation
Amount per piece, gram
Total amount per 4 pieces, gram
Tannic acid
0.2g
0.8g Cocoa butter
Q.S
Q.S(2)Preparation
① Determination the weight of the blank suppository Add 4g cocoa butter into evaporating dish which is above the water bath, take away the water bath immediately when the second three parts of the cocoa butter have been melted, keep stirring until all the cocoa butter has been melted.Pour this solution into the molds of rectal suppository smeared with lubricant.After they are cooled, scrape off the unnecessary parts, and the final products can be got.Weigh the total weight and calculate the average that is the amount of black suppositories.② Calculate the amount of cocoa butter in one piece of suppository according to the displacement value of drugs.Displacement value(DV)of tannic acid is 1.6, the weight of blank suppositories determined
8g 0.2g 0.8g 1g is x, if three pieces of suppositories are need to be prepared, the real amount is calculated as four pieces.So the amount(g)of cocoa butter is
4x0.24.1.6③ Calculate the amount of cocoa butter by the method of step(1)and add it to the evaporating dish, keep heating in the water bath until the cocoa butter close to melt.Take away the evaporating dish, and add the tannic acid, stir the mixture fully.Pour this mixture into the molds of rectal suppository smeared with lubricant when it close to congeal and cool in the ice bath immediately, scrape off the unnecessary part, and the final products can be got.*Purpose: The above two formulations are treated to haemorrhoids.3.Chlorhexidini Acetas suppository(1)Formulation Chlorhexide Acetate Tween 80 Borneol Ethanol Glycerol Gelatin(minute grain)Distilled water Total sum: two pieces(2)Preparation Add the gelatin of the formulation in evaporating dish and swell in 20ml of distilled water for 30min to make it soft.Add glycerol, and heat the mixture in water bath to make gelatin dissolve, keep heating until the weight of mixture is 18-20g.Dissolve chlorhexide acetate in tween 80 and borneol in ethanol respectively, mix the above two solutions and add the gelatin solution prepared in the agitation.Pour this mixture into the molds of vaginal suppository smeared with liquid paraffin immediately.After they are cooled, scrape off the unnecessary parts.The final products can be got.4.Tinidazole effervescent suppository(1)Formulation
Amount per piece,g Tinidazole PEG 400 PEG 6000 Sodium bicarbonate Acid citric(2)Preparation Sodium bicarbonate and acid citric must be grinded to fine powder.PEG 400 and PEG 6000
0.25g 1.15g 0.50g 0.28g 0.26g 0.05g 0.2g 0.01g 0.5mL 9.0g 2.7g
Add up to 20.0g are mixed and melted in the water bath.Then add tinidazole, sodium bicarbonate and acid citric into the liquid in the agitation and mix completely, pour this mixture into the molds of rectal suppository immediately.After they are cooled, scrape off the unnecessary parts.Then the final products can be got.*Purpose: The above two formulations are treated to vaginal inflammations.5.Evaluation or Determination of suppository(1)Weight variation Weigh accurately 10 suppositories and calculate the average weight, then weigh individually each of the 10 suppositories.Not more than one of the individual weight deviates from the average weight by more than the weight variation limit, and none deviates by more than twice of that percentage.The weight variation limit of suppositories is shown as following: weight variation ≤±10% if the average weight of suppository ≤1.0g, weight variation ≤±7.5% if the average weight of suppository is 1.0-3.0g and weight variation ≤±5% if the average weight of suppository is >3.0g.The weight variation of suppositories must comply with the above requirements.(2)The time limit of melting Keep 3 suppositories in room temperature for 1h, determine in accordance with the apparatus and method of the disintegration test of tablets.Unless otherwise stated, fatty base suppositories must melt or soften in 30min, water-soluble base suppositories must dissolve in water in 60min.Experimental Instructions
Requirements for preview 1.To master physicochemical property of cocoa butter and the precautions when melt by heating.2.To master the precautions of preparation process of glycerin-gelatin suppositories 3.To master the experimental method and calculation of displacement value(DV)4.To design the procedures according to the teaching materials of the experiment.Procedures and Precautions 1.When prepare the glycerol suppository, the water bath must keep boiling which will make stearic acid react with carbonic acid fully.Stop heating until the mixture turns into clarity and saponifying reaction complete.The chemical equation is as following.2C17H35COOHNa2CO32C17H35COONaCO2H2O
The carbon dioxide generated by reaction must be thoroughly removed, and otherwise there will be bubbles in suppositories that may affect the appearance.The suppositories can also be prepared by heating sodium stearate and glycerol in the agitation directly that avoid saponifying reaction and improve the quality the suppositories.2.The glycerol suppositories contain plenty of glycerol(about 90-95%), which have the same effect of hypocatharsis as soda soap generated by saponifying reaction.3.The glycerin-gelatin comprises glycerol, gelatin and distilled water by certain proportion.The gelatin should be swelled in water to make it soft first so that it can be easily dissolved by heating.Glycerin-gelatin is general used as the base of vaginal suppository.It is elastic, doesn’t liquate under body temperature but can dissolve in body fluid gradually and release drug.The dissolving rate can be affected by the proportion of glycerol, gelatin and distilled water.The bigger the ratio of glycerol or distilled water is, the faster dissolving rate of glycerinated gelatin suppositories.4.Cocoa butter should be heated in the water bath below 36℃ in the preparation of tannic acid suppository in case that the crystal form of cocoa butter will transform.The melting point of the new crystal form decreases to 23~25℃ so it is difficult to solidify.Stir tannic acid and cocoa butter fully, keep stirring to transfer the mixture to the mold when it cools close to the solidifying point.The mold should keep in ice bath in advance so that the cocoa butter can solidify immediately which can avoid drugs deposit in the bottom of the mold of suppositories.5.Chlorhexide acetate is soluble in the ethanol, sparingly soluble in water(1.9:100).Tween 80 can help it uniformly disperse in glycerinated gelatin.6.The displacement value should be considered to ensure accurate content of suppositories in the preparation of fatty bases of suppositories.The amount of bases of each suppository can be calculated by the following equation when the displacement value is known.MEDf
Where M is the amount of bases, E is the amount of blank bases, D is dosage of each suppositories, f is the displacement value.6.Much foam can be produced from the reaction of sodium bicarbonate and acid citric when tinidazole is prepared into effervescent vaginal suppository.It can increase the contact surface of drug and mucous membrane so that the drug can permeate into the deep part of the fold of mucous membrane to play its drug action fully.The dosage of citric acid in the formulation is higher than theoretical dosage that is profit for killing or inhibiting infusorians and anaerobe as the vagina is in a tart condition.Questions 1.What are the principles of preparation and precautions in the preparation of glycerol suppository?
2.What is the mechanism of action of glycerol suppository? 3.What is the meaning of displacement value according to the experiment?
4.What are the characteristics of glycerin-gelatin base in suppositories?
第四篇:我国农药研究进展与展望
我国植物源农药研究进展与展望
2011-2012 学年第 1 学期
检疫性有害生物防除药剂学
班级:09级植物检疫2班
学号:0907102047
学生姓名:刘国松 摘要 界农药市场发展平缓,竞争加剧,非农用农药稳定增长,杀虫剂面临较大的发展机遇。世界农药市场的特点表明,化学农药仍将是世界农药市场的主角。各类杂环农药新品种,如烟碱类、恶二嗪类杀虫荆、甲氧基丙烯酸酯类杀菌荆和三唑并嘧啶磺酰胺类除草剂等,成为研究开发的热.最,农药品种结构的变化加快。我国农药工业的发展要顺应世界潮流,以品种结构调整为中o,强化技术创新,大力发展高效安全的农药新品种厦其配套的中间体、助剂和应用技术,继续推进新农药创制研究,关注新方法和新技术的开拓应用,加速我国农药研究开发的现代化进程。
关键词
农药 农药毒理学 剂型 研究开发 植物源农药
农药是防治农业有害生物不可或缺的重要生产资料,早已是各国政府和联合国粮农组织的共识。尽管是在世界环境保护主义者的一片贬斥声中,联合国粮农组织农业技术服务部(AGSE)在1996年的一份报告中仍明确指出:“化学合成农药仍将保持其在世界有害生物防治中的重要地位。叽”农药科学的发展是建立在人类社会进步和农业生产发展的需求之上而并非化学家对化学合成农药情有独钟的刻意追求口。我国建国之初,基本上没有农药工业,但是严重的农业病虫害、草害、鼠害、仓库害虫所造成的损失,对年轻共和国的稳定和发展造成巨大威胁,也对国家的安全造成严重威胁。中央政府参照发达国家的成功经验,决定采用高效的化学防治策略,因此得以迅速控制住自然灾害肆虐,保证了国家得以雄踞于世界。我国的农药生产起点很低。建国之初全国只有从旧社会保留下来的生产能力为0.1万t0.2万t以无机农药为主的几家小型农药生产厂,而国际发达国家则早已进入合成农药的大批量工业化生产时期。
目前实际生产能力已近100万t。1998年以来我国农药的快速增长同农药出口量的快速增长有关,农药总产量中约有1/2供出口换汇,产值达7亿~8亿美元。世界农药生产一直保持着旺盛的发展势头。1953年世界农药销售额仅为1.6亿美元,在《寂静的春天》一书1962年出炉后,反对农药之声甚嚣尘上,然而1970年世界农药销售额反而升高到30亿美元。1980年更高达116亿美元,1990年又飚升到264亿美元,2006年则已超过300亿美元。发人深思的是高效和超高效农药的不断大量上市,本应降低农药的实际需求量,然而国际农药销售市场却继续强劲发展,个中原委耐人寻味。
值得注意的是,在评估农药对于世界农业生产作出的巨大贡献时,农药理所当然地得到了高度评价,各国政府和联合国组织皆然。但是当食物安全同胚、农产品安全问题、环境安全问题提上日程时,农药又成为舆论中的头号替罪羊。尤其是在绿色和平组织的炒作之下,农药的生产被认为不仅无功而且有过,被列入必须禁止的化工产品之列,我国舆沧界也疾速作出响应[5]。Beckerman通过他的专著对这种错误的舆论导向进行了严厉的系统的批驳[6]。
农药在世界上已经有大约150年的漫长发展历史,近代农药是在以电和化学的发展为特征的第二次技术革命时期(19世纪80年代至20世纪30年代)发展起来的,农药已进入了化学合成的新时代,即所谓“第二代农药.[7-8]。合成农药的重要特点和意义是:人类能够采取有机合成的方法制造出人类所需要的包括农药在内的各种新化合物,极大地改变了世界的面貌和人类的生存空间和生活面貌。因为19世纪初期以后100多年里,化学家已经系统地研究确立了100多种经典有机合成反应。Surrey在他1954年所编撰的《Name Reactions》--书中共收编了120多种人名反应,1961年又增补为127种[9]。有机合成基本反应的确立使新有机化合物的研究开发速度大大加快,这是有机合成农药在20世纪中叶以后得以快速大量涌现的根本原因。农药结构毒理学方面的重大进步如三维结构活性定量相关性,计算机模拟分子设计,组合化学及相关的高通量筛选等现代研究方法和技术,更为有机合成农药开拓了无限广阔的道路[10-12]。我国的有机化学和有机合成化学水平很高,所以在建国以后很快就追赶上国际先进水平,迅速跻身于农药生产大国之列,并已成为发展中国家的农药出口大国,虽然出口的农药目前仍然是国际上的过专利期产品。近十多年来我国已经有20多种属于自主知识产权的新农药投产,不过产量还比较小,还未能形成龙头产品。原因很多,重要原因之一是对于新化合物的开发深度不够,特别是对于新化合物的毒理学研究严重不足。国际上各大公司的新农药研发,在毒理学方面的投资远超过农药的化学研究投资。在著名的各家大公司的研究开发部,毒理学研究的规模很大,技术力量很强,设施和设备先进。研究的深度达到分子生物学和分子毒理学以及有害生物行为学的水平。皿内、盆内和田间的药效测定结果并非新化合物的毒理学表达。只有在毒理学问题完全查明之后,才可能开发出真正的农药新产品。农药与农药毒理学
在毒理学未明之前,合成的新化合物只是一种新化学物质,可能有多种用途,但并不一定适合于用作农药。一些典型案例足以说明。早年Shrader合成的有机磷化合物对氧磷(E600)是威力很强的杀虫剂,因为毒性太高并未用于农业害虫防治,却成为著名的眼药水“沃古林”的有效成分。著名杀菌剂多菌灵的基本分子构架是苯并咪唑,苯并咪唑可以有许多衍生物,有的衍生物成为著名的胃酸抑制剂(医药兰索拉唑等),而著名抑酸剂奥美拉唑的有效残基是甲氧基苯并咪唑。抗凝血剂“华法林”(warfare)早在20世纪50年代就是著名的强力抗凝血型灭鼠剂,其有效残基是香豆素(coumarone),用香豆素开发出的其他灭鼠剂还有多种。而日本则从中草药草木樨中发现了香豆素并开发成为抑制人体水肿药物“消脱止一M”的有效成分。另外一个突出的案例,如农药中两个最常用的有机化学残基二氯苯胺和苯乙酸,组合在一起竟成为诺华公司当今著名的特效消炎止痛药扶他林(通用名:双氯芬酸钠),其化学名称为二氯苯胺基苯乙酸钠。一个著名药物的分子结构竞如此简单。如果不是基于深度的毒理学研究,这样成功的研究开发是不可想象的。
类似的案例极多,说明任何一种新化合物是否能够作为农药使用,决定于其毒理学性质和使用时的条件及使用方法。足见农药学与毒理学密不可分。
尤其发人深省的是,早在1874年DDT已由Zeidler合成,BHC更早在1825年就已由Faraday合成,却均未注意到它们强大的杀虫作用,这正是由于毒理学研究未能同步发展所留下的历史遗憾,否则农药科学的历史必将改写口“。在杀菌剂中也有同样的历史遗憾,例如早在1800年法国化学家Proust就已制备成功硫酸铜与石灰乳的胶态悬浮液,却由于不了解其杀菌作用毒理而未能开发成为杀菌剂,把重大的历史机遇留给了100年后的植物病理学家Millardet,他通过毒理学研究把它开发成为重要的世界通用的无机杀菌剂波尔多液““,后人在波尔多市为他竖立了纪念铜像。另外值得注意者,国际许多大农药公司的新农药研究开发,往往是建立在公司本身的化学化工资源基础之上,所以很容易迅速做大做强。例如前CI—BA—GEIGY公司的一个重要医药和染料中间体均三氮苯,被开发成为一系列重要的均三氮苯类除草剂,在很长时期内占据了世界除草剂市场的半边天。DOW氏公司的重要化学化工中间体吡啶,也是该公司研发的一系列重要农药的原料中间体。日本则走了另外一条特殊的新农药开发道路,也是以毒理学研究开发为基础,此不赘述。这些重要经验对我国的新农药研发应具有重要的参考价值。2植物源农药的发展现状与趋势
(1)植物源农药的发展现状
国内的土壤、气候、农作物的多样性,使中国在植物农药方面具有得天独厚的优势。我国植物农药资源十分丰富(表1),全国各地荒山、荒地均可种植,云南已大面积引种植印楝。如建设2座年产1万t植物农药的工厂,约需各种中草药7万一8万t,可使20万左右的农民脱贫,社会效益十分显著。特别是近年来我国高新技术的开发和创新方面,不断取得突破性进展,从国外引进的农药植物形成产业化,为进一步发展植物农药创造了良好的条件。
近年来,国内出现了植物农药加工利用的热潮心],所涉及的植物及有效成分包括印楝、川楝、除虫菊、烟碱、鱼藤酮、苦参、银杏、苦皮藤、百部、青蒿素、辣椒素、茶皂素、石蒜素、巴豆毒素等20余种,生产厂家近百家,仅印楝开发的产品就有印楝乳油制剂、悬浮剂、可湿性粉剂和印楝原油等。从而看出植物农药已成为一类重要的农药,对促进农业生产,保护生态环境将发挥重要的作用。(2)植物农药今后发展趋势近年来,美国和日本着重研究植物源农药的化学成分如印楝素的分离、提纯、分子结构的鉴定,从而找到新的杀虫品种。因此,植物源农药有效化学成分的提纯、结构鉴定和理化性质的研究,将是一个主要的发展趋势。只有搞清楚结构与杀虫作用的关系,才能更好地开发和利用植物源农药。植物源农药相互复配是今后发展的另一个趋势。如印楝素与除虫菊酯、苦参素、青蒿素、烟油、藤黄、蒜精、涩草等复配,比较成功的例子是印楝素与除虫菊酯或与合成除虫菊酯的复配。除虫菊酯是比较好的生物农药,有较宽的杀虫谱,二者结合,不仅可以提高药效,而且对除虫菊酯有抗性的害虫特别有效;同时二者的结合不仅可以杀死植物害虫,还可用来防治动物体外寄生虫。第三个发展趋势是提高植物源农药的稳定性。植物源农药的稳定性控制是目前世界上公认的难题。由于天然物的不稳定,在紫外光、阳光和高温下极易分解。因此,除了避免强光、高温、强酸碱和酶外,在配制制剂过程中,可以加入一种或多种环氧化植物油稳定剂和对氨基苯甲酸抗光剂,来抑制天然物的热分解与光降解旧J。另外,还可以通过选择适宜乳化剂来实现其乳化稳定性。第四个发展趋势是在植物中寻找具有农药生物活性的化合物,通过结构上的修饰,获得新型的农药。最成功的例子当属菊酯类杀虫剂,它来源于菊科植物中的除虫菊素。其他还有源于植物中乙烯的乙烯利,源于豆科植物毒扁豆种子中毒扁豆碱的氨基甲酸苯酯,源于大蒜中大蒜素的抗菌素402,源于水稻恶苗病原的赤霉素等。加强植物农药开发与推广工作
为了可持续发展的需要以及有利于我国农产品的出口,我国应加大高效低毒植物农药的开发力度。目前,开发高效低毒植物农药的工作已经有计划有步骤地展开,一些农药企业已经把开发高效低毒植物农药作为企业的重大决策。值得一提的是,近年来国内一些非农业行业的上市公司及许多科研院所和高等学校已加人到开发高效低毒植物农药的行列,为我国高效低毒植物农药的超常规发展创造了有利的条件。还应加强政策引导,加大宣传力度,特别是应加强对农民的宣传工作。农民既是生产者,又是农业操作、病虫草防治活动的决策者,即可持续发展的管理者。因此,必须提高农民的科技素质,重视对农民的培训,使其掌握科学、合理的农药使用方法,充分认识植物农药在农业可持续发展中的地位和作用。提高农民的生态环境意识和植保水平,使植物农药能够在农业生产中广泛使用,生产出无公害绿色食品,增加经济效益。
[1]高菊芳,译.亦冰,校.生物农药的作用、应用与功效(二)植物 和动物源农药[J].世界农药,2001,23(2):5—19.
[2]刘建,赵霞.我国植物农药专利申请[J].农药科学与管理,2002,(2):30~32.
[3]王秋芬,宋湛谦,阎新华.生物农药印楝素的光稳定性研究[J]. 江苏农业科学,2004,(4):52~54.
[1]THEODOR FRIEDRICH.Approach to improvements in agrictdmral pesticide applicationt agileultural engineering branch,agricultural support Systcam divlsion[R].Rome:FAO,1996. [2]PERKINS J H Insects,experts and the insecticide crisis-The quest for tle,N pest management strategies[C].New Yo血:Pienulil press.1982.
[3]AVERY Dt Saving the planet with pesticides,biotechndingy and European farm reform,presented at the tweenty-fourth Bawden lecture[R].Brighton Conference.BCPC.1997.
[4]EVANS DA New era,new challenges·new Solutions·presented at the tweenty_seventh Bawden memorial ledcture[R],Brightcn:BCPC Pests&Diseases,2000.
Is]胡术成,化学农药命当休矣IN].科技日报(绿色周刊).1995一 Ol一17.
[6]W'ILLFRED BECKERMAN.Through green-colored glassesenvircmmentalism reeormidered[M].Washington D C!CATO Ir”sfitute,1906.
r7]GREEN M B,HARTLEY G S,WEST T R Chemicals for crop protection and pest control[M].London:Pergamon Press,1977:8—9.
[8]HAROLD HSHEPARD.The chemistry and action of inr,ecti cides[M].NewYork:McGrawHillBook Cot 1951:10—23. [9]SURREY AR Name reactions in organm chemistry[M].2nd ed.N哪York:Academic Press,1961j 278.
[10]张一宾.组台应用计算化学和信息化学预测化学反应口].世 界农药.2004,26(2):1—4.
[11]胡方中,杨华铮.组合合成在新药剂创制中的应用[J].世界农 药,2000,22(1):1—9.
[12]彭正庆,宋恭华.微波法制备农药及其中阃体研究[J].世界农
药,1999,21(增2):4—8[13]屠豫钦.农药科学的发展与社会进步[c]//农药科学与社会进步研讨会会议论文集.2004:1 —8.
[14]居豫饮.再论我国农药剂型研究开发的若干问题[J].中国农 药,2007,3(3):22—24.
[15]屠隙饮.论农药的宏观毒理学[J].农药学学报,2004,6(1):1 —10.
第五篇:水性涂料的应用及研究进展
九江学院化学与环境工程学院专科论文
JIU JIANG UNIVERSITY
毕 业 论 文
题 目 水性涂料的应用及研究进展
英文题目 Application and research progress of Waterborne Coatings
院 系 化学与环境工程学院 专 业 精细与化学品生产技术 姓 名 汪洋 年 级 B1311 指导教师 付小兰
二零 15 年 11 月
目录
九江学院化学与环境工程学院专科论文
摘要
低碳环保是现今社会都在追求潮流,水性涂料及其产品符合低碳环保的要求所以发展潜力巨大。与传统溶剂型涂料相比,水性涂料具有环保和性能优异等特点,成为涂料工业的发展主流。随着环保概念的普及,环保涂料已经成为家具市场新的选择,水性涂料将会得到越来越多消费者的认可,但是因其价格、装饰效果等诸多原因影响,水性涂料未能够成为市场上的主流产品,而其助剂是水性涂料不可缺少的组分,助剂的产品质量和发展水平也从一个侧面反映涂料产品质量和水平。本文分别从概念、发展历程、工艺流程、应用、发展趋势几方面对水性涂料进行了说明和总结,同时指出了水性涂料存在的问题,并对我国的水性涂料前景进行了展望。
关键词:低碳环保 ;水性涂料;溶剂涂料;树脂
九江学院化学与环境工程学院专科毕业论文(设计)水性涂料的简介
凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料,都可称为水性涂料,又称水基涂料。水性涂料的组成为水性树脂、颜填料助剂、中和剂、水等。水性涂料与溶剂型涂料的组成大体相同,但水性涂料需用的助剂更多,配方更复杂。由于水作为分散剂或溶剂,水性涂料存在如下优点:(1)节约资源,消除了施工时的火灾危险性,降低了对环境的污染。(2)在温表面和潮湿环境中可直接涂覆施工。(3)电泳涂装使涂膜均匀、平整、展开性好,具有很好的防护性能。(4)涂装工具可用水清洗,能大大减少清洗溶剂的消耗[4]。
1.1 水性涂料的发展历程
涂料工业属于近代工业,但涂料本身却有着悠久的历史。中国是世界上使使用天然树脂作为成膜物质的涂料——大漆最早的国家。早期的画家使用的矿物颜,是水的悬浮液伙食用水或清蛋白来调配的,这就是最早的水性涂料。真正懂得使用溶剂,用溶剂来溶解固体的天然树脂,制得快干的涂料是19世纪中叶才开始的[5]。所以从一定意义上讲,溶剂型涂料的使用历史远没有水性涂料那么久远。最简单的水性涂料是石灰乳液,大约在一百年前就曾有人计划向其中加入乳化亚麻仁油进行改良,这恐怕就是最早的乳胶漆。从20世纪30年代中期开始,德国开始把聚乙烯醇作为保护胶的聚醋酸乙烯酯乳液作为涂料展色使用。
到了50年代,纯丙烯酸酯乳液在欧洲和美国就已经有限售,但是由于价格昂贵,其产量没有太大增加。进入60年代,在所有发展的乳状液中,最为突出的是醋酸乙烯酯-乙烯,醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯共聚物也有所发展,产量有所增加。70年代以来,由于环境保护法的制定和人们环境保护意识的加强、各国限制了有机溶剂及有害物质的排放,从而使油漆的使用受到种种限制。75%的制造油漆的原料来自石油化工,由于西方工业国家的经济危机和第三世界国家调整石油价格所致,在世界范围内,普遍要求解约能源和解约资源。基于上述原因,水性涂料,特别是乳胶漆,作为代油产品越来越引起人们的重视。水性涂料的制备技术进步很快,特别是乳液合成技
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度。但是近年来,随着我国经济的迅速发展,开放程度的进一步提高,与世界经济的接轨和资源日趋紧张,以及人们对环保和身体健康的重视,水性涂料在我国已面临良好的发展机遇。
1.2 水性涂料生产工艺流程
水性涂料的生产过程就是将各种组分的原材料按一定的顺序投入,分散均匀的过程,一般乳胶漆的生产工艺包括3个部分:
1.浆料的制备:首先将水、分散剂、消泡剂、防腐剂等液体物料投入分散罐中,搅拌均匀,在搅拌状态下将着色颜料和体质颜料依次投入,并加速分散20~40分钟; 2.水性涂料配制:在调漆罐中投入乳液,再加入增稠剂、PH调节剂、防冻剂、成膜助剂、消泡剂等助剂,搅拌15分钟左右,至完全均匀后,检测出料[7]; 3.涂料过滤及产品包装:在乳胶漆的生产过程中,由于少部分颜(填)料尚未被分散,或因破乳化成颗粒,或有杂质存在于涂料中,因此此时的涂料需经过滤除去粗颗粒和杂质才能获得质量好的产品,可根据产品的要求不同,选用不同规格的筛网及不同容器包装,并做好计量,这样才能得到最终的产品。
水性涂料配制中的要点:
1.配方材料应尽可能选用分散性好的颜料和超细填充料,从而在稳定提高产品质量的前提下,取消研磨作业,简化生产工艺,提高生产效率;
2.在前期分散阶段,可预先投入适量HEC,不仅有助于分散,同时防止或减少浆料沾壁现象,改善分散效果;
3.在液体增稠剂加入之前,应尽量用3~5倍水调稀后,在充分搅拌下缓慢加入,从防局部增稠剂浓度过高使乳液结团或形成胶束,增稠剂可放在浆料分散后投入到浆料中充分搅拌以免出现上述问题;
4.消泡剂的加入方式一半加到浆料中去,另一半加到配漆过程中,这样能使消泡效果更好;调漆过程中,搅拌转速应控制在200~400r/min以防生产过程中引入大量气泡,影响涂料质量。
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交联型,都存在单组分与双组分两种体系。水性聚氨脂涂料除具备溶剂型聚氨脂涂料的优良性能外,还具有难燃、无毒无污染、易贮运、使用方便等优点.
目前,水性聚氨脂涂料的发展主要还受到原材料、固化剂、封闭剂、交联剂等的限制.因此,研制相应的原材料和助剂也是发展水性聚氨脂涂料的关键.
2.水性环氧树脂涂料工业[16]
水性环氧树脂涂料是由双组份组成:一组份为疏水性环氧树脂分散体(乳液);另一组份为亲水性的胺类固化剂,其中的关键在于疏水性环氧树脂的乳化.美国一家公司生产一种KNT501水性环氧-聚酯涂料.该涂料施工方法简单,可在流水线上作业,特别适合于大槽浸涂.槽液无结皮现象、漆膜平整光滑、丰满度高、具耐盐雾性,可防护涂饰件的内腔腐蚀.水性环氧树脂涂料可广泛地用作高性能涂料、设备底漆、工业厂房地板漆、运输工具底漆、汽车维修底漆、工业维修面漆等。
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3.3水性金属防腐涂料[19]
目前,溶剂型金属防腐涂料仍占重要地位。基于环境保护的要求,水性金属防腐涂料发展非常迅速。金属防腐涂料重点在于解决提高面层涂料的耐火和超厚型涂装。防腐涂料对成膜物有较高的要求,包括化学稳定性,漆膜结构,柔韧的机械性能等。要求树脂对金属腐蚀的相对指数尽可能高。美国防腐涂料用树脂的比例最高是环氧树脂,环氧树脂是最重要的防腐涂料基料,防腐效果最理想。环氧树脂在防腐涂料中的用量约占40%。其它树脂占60%,包括聚氨醋、无机硅和乙烯树脂等。环氧树脂的主要缺点是低温不固化,不利于低温施工。聚氨醋树脂可以低温固化,性能比较全面,是很有发展前景的防腐涂料树脂基料。
3.4水性木器涂料[20]
木器漆从桐油开始,具有长久历史。后来发展了树脂漆。包括聚氨酷漆、硝基漆、酚醛漆和不饱和聚醋漆等。国外水性木器漆研究较早,品种较多。美国威特克公司研制成功一种高固体分水性聚氨醋分散体,用于木质地板,高耐磨,含固40%。德国专利报导一种用于木器的含季铵基团的水溶性聚丙烯酸漆,氨基树脂固化的丙烯酸树脂木器用水性涂料。欧洲专利报导了作清漆的聚氨酯改性丙烯酸水性分散体。广州市坚红化工厂和广州市涂料研究所开展了木器水性涂料的研制工作,研究了常温交联的,耐候的,防污染的,强附着力的,装饰性优良的各种性能配方。并推出单组分门窗漆,双组分交链型木器清漆和色漆以及地板漆等产品,其光泽,耐高温、耐水及干燥速度等各项指标均接近国外同类产品水平,在国内处于领先地位。
1九江学院化学与环境工程学院专科毕业论文(设计)
参 考 文 献
[1] Doren K, Freitag W, Stoye D.Water Borne Coatings[M].The Environmentally-Friendly Alternative.Hanser Publishers,1994.[2] 明伟华,府寿宽.对应于绿色环境保护的涂料发展动向[J].1998,10(2):194-201.[3] DavidBernd.Solvent-based and water-based systems for automotive coating [J].Berfkroniek, 2000,73(6): 36-38.[4] Robin A.Reinhardt, Wernfried Heilen, Ellen Walhorn, Stefan Silber and Jay W.Adams.Defoamer selection in waterborne coatings[J].Journal of Coatings Technology, 1998,(10):157-160 [5]孟欢,张学俊,张蕾.水性涂料的研究进展[J].上海涂料,2010,48(7)[6]文炯.涂料发展的新方向——水性化[J].江西化工,2001(04)
[7]石亚军,陈中华,余飞.水性环氧防腐涂料的制备与性能研究[J].电镀与装饰,2009 [8] 赵金榜.21世纪世界涂料技术的发展[J].中国涂料,2001,(3):40—45.[9] 武利民.我国涂料研究开发与发达国家之间的差距[J].中国涂料,2000,(4):14—18.[10] 张小冬,荆进国.技术创新与国有涂料企业发展[J].中国涂料,2000,(1):9—14.[11] 赵金榜.21世纪的涂料工业展望[J].船舶,2001(1):16—22.[12] 陈湘南.环境保护与涂料的开发动向[J].中国涂料,1998,(5):43—47.[13] 沈艳涛,周络.水性聚氨酯涂料的研究现况与发展趋势[J].涂料工业,2002,(1):27-30.[14] 李延科,凌爱莲,桑鸿勋,等.丙烯酸酯改性聚氨酯乳液性能研究[J].粘接,2000,(4):22-23.[15] 任彦强,任彦修.聚氨酯涂料用新型聚酯二醇的合成[J].涂料工业,2001,(9):17-19.[16] 胡慧萍,刘素琴,黄可龙,等.水基改性环氧树脂涂料的合成研究[J].湖南化工,1999,29(6):41-43.[17] 王敏.水性建筑涂料的应用及发展前景[J.上海建材,2002,(3):14-15 [18] 夏赤丹, 周福香, 肖莹.水性涂料工业的进展[J.江汉大学学报(自然科学版),2004,(1):30-33 [19] 邓森元.水性涂料应用概况[J].广州化工,1996(2):8-13 [20] 张逸康,林泽聪,我国工业水性木器涂料的现状和发展方向[J.中国涂料,2007,(6):4-6