剛剛,國家藥典委員會發(fā)布《4003 玻璃容器內應力測定法-第二次公示稿》,內容如下:
4003 玻璃容器內應力測定法
內應力系指物件由于外因(受力或濕度、溫度變化等)而變形時,在物件內各部分之間會產生相互作用的內力,以抵抗這種外因的作用,當外部載荷消除后,仍殘存在物體內部的應力。它是由于材料內部宏觀或微觀的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產生的,如果玻璃容器中殘存不均勻的內應力,將會降低玻璃的機械強度,在藥品包裝的生產、使用及儲存中易出現(xiàn)破裂等問題。內應力的測定主要用于藥用玻璃容器退火質量的控制。
測定原理 通常玻璃為各向同性的均質體材料,當有內應力存在時,它會表現(xiàn)各向異性,產生光的雙折射現(xiàn)象。本法使用偏光應力儀測量雙折射光程差,并以單位厚度光程差數(shù)值δ來表示產品內應力大小。雙折射光程差的測量原理,是由光源發(fā)出的白光通過起偏鏡后成為直線偏振光,直線偏振光通過有雙折射光程差的被測試樣和四分之一波片后,其振動方向將旋轉一個角度θ,角度θ的數(shù)值(單位為度)與被測試樣的雙折射光程差T成正比,其關系式T=565θ/180=3.14θ,因此當被測玻璃樣品存在內應力時,通過旋轉檢偏鏡可以測得這個角度,即可測得被測試樣的雙折射光程差T。
儀器裝置 偏光應力儀應符合的技術要求:在使用偏振光元件和保護件進行觀察時,光場邊沿的亮度不小于120 cd/m2,所采用的偏振光元件應保證亮場時任何一點偏振度都不小于99%;偏振場不小于85 mm;在起偏鏡和檢偏鏡之間能分別置入565 nm的全波片(靈敏色片)及四分之一波片,波片的慢軸與起偏鏡的偏振平面成90°;檢偏鏡應安裝成能相對于起偏鏡和全波片或四分之一波片旋轉,并且有旋轉角度的測量裝置。
測定法 供試品應為退火后未經(jīng)其他試驗的產品,須預先在實驗室內溫度條件下放置30分鐘以上,測定時應戴手套,避免用手直接接觸供試品。
1.無色供試品的測定
無色供試品底部的檢驗:將四分之一波片置入視場,調整偏光應力儀零點,使之呈暗視場。把供試品放入視場,從口部觀察底部,這時視場中會出現(xiàn)暗十字,如果供試品應力小,則這個暗十字便會模糊不清。旋轉檢偏鏡,使暗十字分離成兩個沿相反方向移動的圓弧,隨著暗區(qū)的外移,在圓弧的凹側出現(xiàn)藍灰色,凸側出現(xiàn)褐色。如測定某選定點的應力值,則旋轉檢偏鏡直至該點藍灰色剛好被褐色取代為止。繞軸線旋轉供試品,找出最大應力點,旋轉檢偏鏡,直至藍灰色被褐色取代,記錄此時的檢偏鏡旋轉角度或雙折射光程差,并測量該點的厚度。
無色供試品側壁的檢驗:將四分之一波片置入視場,調整偏光應力儀零點,使之呈暗視場。把供試品放入視場中,使供試品的軸線與偏振平面成45°,這時側壁上出現(xiàn)亮暗不同的區(qū)域。旋轉檢偏鏡直至側壁上暗區(qū)聚匯,剛好完全取代亮區(qū)為止。繞軸線旋轉供試品,借以確定最大應力區(qū)。記錄測得最大應力區(qū)的檢偏鏡旋轉角度或雙折射光程差,并分別測量兩側壁的厚度(記錄兩側壁壁厚之和)。
2.有色供試品的測定
檢驗步驟與無色供試品測定相同。當沒有明顯的藍色和褐色以及玻璃透過率較低時,較難確定檢偏鏡的旋轉終點,這時可以采用平均的方法來確定準確的終點。即以暗區(qū)取代亮區(qū)的旋轉角度與再使亮區(qū)剛好重新出現(xiàn)的總旋轉角度(或雙折射光程差)之和的平均值表示。
結果計算
δ=T/t=3.14θ/t
式中 δ為因內應力所導致的單位厚度的光程差,nm/mm;
T為供試品被測部位的光程差,nm;
t為供試品被測部位通光處的總厚度,mm;
θ為檢偏鏡旋轉角度(在測得最大應力時);
3.14為采用白光光源(有效波長約為565 nm)時的常數(shù),檢偏鏡每旋轉1°約相當于光程差3.14 nm。
起草單位:中國食品藥品檢定研究院 聯(lián)系電話:010-67095110
參與單位:中國醫(yī)藥包裝協(xié)會、北京市藥品包裝材料檢驗所、上海醫(yī)藥工業(yè)研究院藥品包裝材料科研檢驗中心、四川省藥品檢驗研究院、浙江省食品藥品檢驗研究院、雙峰格雷斯海姆醫(yī)藥玻璃有限公司、山東省藥用玻璃股份有限公司、重慶正川醫(yī)藥包裝材料股份有限公司、滄州四星玻璃股份有限公司、山東力諾特種玻璃股份有限公司、寧波正力藥品包裝有限公司
玻璃容器內應力測定法修訂說明
一、 制修訂的目的與意義
為了有效加強對藥用玻璃材料和容器的質量控制,保證藥品質量,便于藥品生產企業(yè)的使用。根據(jù)國家藥典委員會構建藥包材標準體系的要求,并結合本標準執(zhí)行以來多方意見的反饋,對《中國藥典》2020年版四部4003玻璃內應力測定法進行修訂。
二、需重點說明的問題
1. 根據(jù)《中國藥典》藥包材標準命名原則,將標準名稱修改為“玻璃容器內應力測定法”。
2. 基于目前有些應力儀能直接讀出雙折射光程差,無需先記錄角度再換算,因此在無色供試品的測定中將“記錄此時的檢偏鏡旋轉角度”修改為“記錄此時的檢偏鏡旋轉角度或雙折射光程差”。