HDPE药用塑料瓶广泛应用于口服固体药品(如片剂、胶囊)、部分液体药物以及保健品等的包装。其具有良好的化学稳定性、防潮性、耐冲击性和加工性能,是制药行业中常用的塑料包装材料之一。
下面将从制造工艺流程和质量控制要点两个方面,系统介绍HDPE药用塑料瓶的生产与品控。
一、HDPE 药用塑料瓶的制造工艺
1. 原材料选择
主要原料:高密度聚乙烯(HDPE),常用牌号如:
中石化/中石油的 5000S、TR144、5502 等;
国际品牌如 LyondellBasell 的 Hostalen、Borealis 的 Rigidex 等。
要求:
符合药用级标准(如 USP <661>、USP <661.1>、ChP 2020 药包材相关标准);
无毒性、无有害添加剂(如塑化剂、重金属);
具备良好的化学惰性、抗水汽渗透性、耐热性和成型性。
辅助材料(如需要):
抗氧化剂、紫外线吸收剂(如用于透明瓶或光照敏感药品);
色母粒(用于着色,必须为医药级)。
2. 主要制造工艺流程
(1)原料预处理
原料干燥:HDPE 吸湿性较低,但在高温加工前仍建议进行干燥处理(如湿度高时,防止气泡或水解)。
配料混合:按配方将 HDPE 树脂与助剂(如色母、抗氧剂)均匀混合,通常采用高速混合机。
(2)注塑成型(吹瓶法前段:注塑预制瓶坯,或一步法直接吹瓶)
方法一:两步法(常见)
注塑(Injection Molding)→ 生产瓶坯(Preform)
使用注塑机将 HDPE 熔融后注入模具,形成瓶口结晶度高、结构稳定的“瓶坯”。
瓶坯仅包含瓶口螺纹及部分瓶肩,是后续吹瓶的中间体。
控制参数:熔体温度(约 180~240℃)、注射压力、冷却时间等。
吹塑(Blow Molding)→ 成型为塑料瓶
将瓶坯加热(通常为 90~120℃,使其软化但不分解),放入吹瓶模具中;
通过压缩空气将瓶坯吹胀贴合模具内壁,冷却定型后得到最终的 HDPE 药用塑料瓶。
吹塑方式包括:挤出吹塑(较少用于药瓶)、注塑-拉伸-吹塑(ISBM,常见) 或 注塑-吹塑(IBM)。
方法二:一步法(全自动化,效率高)
注塑与吹塑在同一设备或流水线上连续完成,减少中间环节,适合大批量生产,但对设备要求较高。
3. 后处理(可选)
瓶口处理:如螺纹加强、瓶口抛光、灭菌处理等;
印刷/标签:采用激光雕刻、丝印或贴标(需符合药包材法规,避免迁移);
灭菌处理:如 gamma 射线辐照、环氧乙烷(EO)或高温蒸汽灭菌(视药品要求而定);
包装:瓶子通常以薄膜包裹或装入纸盒/PE袋,以防运输污染。

二、HDPE 药用塑料瓶的质量控制
药用塑料瓶作为直接接触药品的包装材料,其质量控制极为严格,需符合国家药监局(NMPA)、USP、EP、ChP等相关药包材标准,如:
中国药典(ChP)相关要求;
《国家药包材标准》(YBB系列标准);
美国药典(USP General Chapter <661>, <661.1>, <1661>);
ISO、EU等国际标准。
1. 原材料质量控制
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| 必须为药用级 HDPE,不得使用回收料或工业级树脂 |
| 重金属(如铅、镉、砷、汞)、塑化剂(如DEHP)、残留单体应低于限值 |
| 具备良好的耐酸碱性、抗氧化性,不与内容物发生反应或吸附 |
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2. 成品瓶的关键质量指标
(1)外观质量
表面光滑、无气泡、黑点、杂质、裂纹、变形、缩痕;
瓶口平整、螺纹清晰、无飞边;
透明度(如为透明瓶)均匀,无雾化或泛黄。
(2)尺寸与规格
瓶身高度、直径、瓶口内径、螺纹规格等必须符合设计图纸或客户标准;
使用高精度模具确保一致性,尤其是自动包装线对尺寸公差要求高。
(3)物理性能
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| 不得有泄漏,可通过真空衰减法、色水法、微生物挑战法测试 |
| 瓶体抗跌落、抗破裂能力,通常做自由落体或摆锤冲击试验 |
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| 灼烧后残渣量应在药典限定范围内,表明无过多添加剂或杂质 |
(4)化学性能与安全性
溶出物试验:检测瓶子在模拟药品接触条件下可能释放的有机物、无机离子;
迁移试验:确保无塑化剂、重金属、稳定剂等迁移到药品中;
生物安全性:符合细胞毒性、皮肤刺激性、致敏性等生物学评价(ISO 10993系列)。
3. 微生物控制与洁净生产
生产环境:药用塑料瓶生产车间应达到十万级或更高级别洁净度(尤其用于无菌制剂或注射用药品);
微生物限度:表面与内容瓶不得检出致病菌,细菌总数、霉菌酵母菌应符合药典要求;
灭菌处理:根据药品需求,瓶子可能需经过:
辐照灭菌(Gamma Ray/E-beam);
环氧乙烷(EO)灭菌;
高温湿热灭菌(如121℃蒸汽)等。
4. 包装与追溯
单个瓶子或整箱包装应具有:
批号、生产日期、有效期、生产厂家等信息;
符合 GMP 规范的追溯体系,确保每批产品可追踪原材料、生产参数与质检报告;
包装材料本身也应符合无污染、无脱落物、不与药品反应等要求。
三、总结:关键成功要素
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| 模具精度高,注塑/吹塑参数控制严格,确保尺寸与外观一致性 |
| 从原材料到成品,执行药典与YBB标准,涵盖物理、化学、微生物等多方面 |
| 通过 GMP、ISO、FDA、DMF 等相关认证,满足国内外市场法规要求 |
| 引入在线检测、自动化控制、数据分析,提高良品率与生产效率 |
四、拓展:未来发展趋势
绿色环保材料:如生物基 HDPE、可回收或可降解高分子材料;
高阻隔复合瓶:通过多层共挤或涂层技术,提高对氧气、水汽的阻隔性能;
智能包装:集成 NFC、二维码、传感器,实现药品追踪与防伪;
个性化与小批量定制:适应精准医疗、临床试验对多样化包装的需求。