粉体学和流变学

粉体学和流变学,药剂教研室张娜,第一节粉体学概述,粉体学：是研究具有各种形状的粒子集合体性质的科学。药物、辅料粉末或颗粒的混合、流动性，颗粒剂，胶囊，片剂、混悬剂、,二、粉体粒子大小,（一）粒子大小1、几何学径（1）长径，（2）短径（3）定向径（4）等价径（5）外接圆等价径,（一）粒子大小,2、比表面积径3、有效径4、平均粒径,（二）粒子径的测定方法,1、光学显微镜法（中国药典）2、筛分法3、库尔特记数法4、沉降法（Stokes定律）5、比表面积法,Stocks定律：V=2r2(1-2)g/9,（三）粒度分布,三、粉体粒子的比表面积,（一）比表面积单位重量或体积所具有的粒子表面积。（二）比表面积的测定1、吸附法，2、透过法，3、折射法,四、粉体的密度、孔隙率,密度：真密度，粒子密度，松密度（表观），空隙率：粒子内空隙率，粒子间空隙率，全空隙率，,五、粉体的流动性,（一）粉体流动的表示方法1、休止角2、流出速度3、内摩擦系数,粉体的充填,松密度与空隙率反映粉体的充填状态，紧密充填时松密度大，空隙率小；反之，松散充填时松密度小，空隙率大。,（二）影响粉体流动性的因素,1、粒度，2、粒子形状、表面粗造性，3、吸湿性4、加入润滑剂,吸湿性,吸湿性是指固体表面吸附水分的现象。粉末吸湿后会导致粉末流动性下降；但大量吸湿后粉末变成半流体，流动性增强。,临界相对湿度(CRH),药物的吸湿特性可用吸湿平衡曲线来表示。水溶性药物在相对湿度较低的环境下，几乎不吸湿，而当相对湿度增大到临界相对湿度(CRH)时，吸湿量急剧增加。,水溶性药物的吸湿平衡曲线1-尿素2-枸橼酸3-酒石酸4-对氨基水杨酸钠,CRH湿水溶性药物的特征性参数，几种水溶性药物混合后，其吸湿性有如下特点：混合物CRH约等于各组分的乘积，即CRHAB=CRHACRHB测定CRH有如下意义：（1）CRH可作为药物吸湿性指标。（2）控制生产、储藏的环境条件。（3）为选择防湿性辅料提供参考。,非水溶性药物无特定的CRH值，其混合物料的吸湿量具有加和性。,非水溶性药物（或辅料）的吸湿平衡曲线1-合成硅酸铝2-淀粉3-硅酸镁4-天然硅酸铝5-氧化镁6-白陶土7-滑石,（三）改善流动性的方法,1、适当增加粒子径，2、控制含湿量，3、添加少量细粉。,润湿性,润湿是固体界面由固气界面变为固液界面的现象。固体的润湿性用接触角表示。,粉体的压缩,粉体具有压缩成形性，片剂的制备过程就是将药物粉末或颗粒压缩成具有一定形状和大小的坚固聚集体的过程。压缩性表示粉体在压力下体积减少的能力；成形性表示物料紧密结合成一定形状的能力。,压缩成形性,对于药物粉末来说，压缩性和成形性是紧密联系在一起的，因此往往把粉体的压缩性和成形性简称为压缩成形性。压缩成形性是粉体的重要性质；压缩成形过程是一个复杂过程，其机制尚未完全清楚。,第二节、流变学概述,流变学是研究物体变形和流动的科学。是把固体和液体的性质结合为整体作为对象进行研究。,第二节、流变学概述,在外力作用下，物体会变形和流动。变形-理想固体弹性，流动-理想液体粘性有关。,第二节、流变学概述,药剂学：,混悬剂、乳剂、胶体溶液、软膏剂、栓剂、,处方设计、质量评价、制备工艺、,剪切应力与剪切速度,由于层流的各层液体的流速不同，便形成速度梯度，或称剪切速度，这反应流体流动的特性。如河道中的流水，水流方向一致，但流速不同；中心处的水流最快，越靠近河岸的水流越慢。由于流动阻力产生速度梯度，流动较慢的液层阻滞着流动较快的液层的流动。,图14-1流动时形成速度梯度,剪切应力与剪切速度,使层流各液层间产生相对运动的外力叫剪切力，在单位面积上施加的这种力叫做剪切应力。通常以S表示。剪切应力与剪切速度是流变学中流体性质的两个基本参数。,流变性质,纯液体和多数低分子溶液在层流条件下的剪切应力S与剪切速度D成正比，遵循该法则的液体称为牛顿流体；实际上，大部分液体不符合牛顿定律，称为非牛顿流体，如高分子溶液、胶体溶液、乳剂、混悬液及软膏等；根据非牛顿流体的流动曲线，将其分为塑性流动、假塑性流动和胀性流动三种。,(a)牛顿流动(b)塑性流动（S0：致流值）（c）假塑性流动图各种类型的液体流体流动曲线,二、弹性变形和粘性流动,（一）弹性变形给固体施加外力是，固体就变形，外力解除时，固体就恢复到原有形状，是一种可逆的形状变化。弹性率大：有脆性，易破碎，小：有韧性，不易。,二、弹性变形和粘性流动,（二）粘性流动液体受应力作用产