药剂学：粉体学基础课件

1、粉体学基础 （micro meritics ）掌握粉体学的概念、粉体的性质。 熟悉相关参数的含义及应用了解粉体学有关参数的测定。粉体学基础 （micro meritics ）掌握粉体学的2 教学内容第一节 概述 第二节 粉体粒子的性质 （粉体学的第一性质）第三节 粉体的密度与孔隙率第四节 粉体的流动性与填充性 第六节 粘附性与凝聚性第七节 粉体的压缩性质（粉体学的第二性质）2 教学内容第一节 概述 （粉体学的第二性质）3 第一节 概 述粉体学(micromeritics)是研究具有各种形状的粒子集合体性质和应用的科学。粉体中粒子大小范围一般在0.1100m之间，有些粒子大小可达1000m，小者

2、可至0.001m。通常 100 m者称“粒”。粉体属于固体分散在空气中形成的粗分散体系，兼有气体的压缩性、液体的可流动性、固体的抗变形能力 。粉体学是药剂学的基础理论，对固体制剂的处方设计、制剂的制备、质量控制、包装等都有重要指导意义。3 第一节 概 述粉体学(micromeritics4 第二节 粉体粒子的性质一、粒子大小(粒子径) 与粒度分布粉体的粒子大小也称粒度，是在空间范围所占据的尺寸。含有粒子大小和粒子分布双重含义，是粉体的基础性质。 （一）粒子径的表示方法：P83 -85 1、几何学粒子径 在光学显微镜或电子显微镜下观察粒子几何形状所确定的粒子径。 (1)长径：粒子最长两点间距离。

3、 (2)短径：粒子最短两点间距离。 4 第二节 粉体粒子的性质一、粒子大小(粒子径) 与粒5 (3)定向径：全部粒子按同一方向测得的粒子径。 圆相当径：(4)面积相当径：与粒子投影面积相等的圆的直径。 (5)周长相当经5 (3)定向径：全部粒子按同一方向测得的粒子径。 6 等体积相当径：与粒子体积相等球的直径，Dv。等比表面积相当径：与粒子的比表面积相等球的直径。等表面积相当径：与粒子的表面积相等球的直径，Ds沉降速度相当径(有效径) 又称stokes径，用沉降法求得的粒子径，是指与被测粒子有相同沉降速度的球形粒子的直径。 常用以测定混悬剂的粒子径。2.球相当径 【 用球体的粒径表示不规则颗粒

4、大小】6 等体积相当径：与粒子体积相等球的直径，Dv。2.球相当径3.筛分径已通过（或未通过）筛网孔的平均尺寸作为所测粒子的粒径：算术平均径 DA=(a+b)/2几何平均径 3.筛分径已通过（或未通过）筛网孔的平均尺寸作为所测粒子的粒(二)粒度分布布 particle size distribution 定义：用特定的仪器和方法反映出的不同粒径颗粒占粉体总量的百分数。有区间分布和累计分布两种形式。区间分布又称为微分分布or频率分布，它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。累计分布也叫积分分布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。(二)粒度分布布 particle size distri9 (二

5、)粒度分布9 (二)粒度分布可参见P86 图6-6可参见P86 图6-6频率最多的粒子径中位径/中直径频率最多的粒子径中位径/中直径12 个数平均径/算术平均径 dln=(nd)/n 长度平均径dsl=(nd2)/(nd) 面积平均径dvs=(nd3)/(nd2) 平均面积径dsn=(nd2)/(n)1/2 平均体积径dvn=(nd3)/(n)1/3 中位径=在累积分布图中累计值正好为50%所对应的粒子径，以“D50”表示 ，是最常用的平均径。 （三）平均粒径（mean diameter） P87 12 个数平均径/算术平均径 dln=(nd)/n （三13 (四)粒子径的测定方法光学显微镜法

6、：n=300600，=0.2100m，可用于混悬剂、乳剂、混悬软膏剂、散剂等。 库尔特计数法(coulter counter): 测定 等体积球相当径；可用于混悬剂、乳剂、脂质体、粉末药物等。 沉降法：可分Andreasen吸管法、离心法、比浊法、沉降天平法、光扫描快速粒度测定法等,得到有效径/Stokes径比表面积法：气体吸附法和透过法。不能得到粒度分布。筛分法：误差大；45m；而微孔筛可筛分200m，休止角小，流动性好； 粒径100-200m之间，粒子间的内聚力和摩擦力开始增加，休止角也增大，流动性减小。 粒径200m，粒子易发生聚集，内聚力超过粒子重力，妨碍了粒子的重力行为。 在临界粒子

7、径以上时，随粒子径增加，粉体流动性也增加。22 2、影响粉体流动性的因素粒子大小、形状、空隙率、密度、23 (2) 粒子形状和表面粗糙性：粒子形状越不规则，表面越粗糙，休止角就越大，流动性也越小。 一般30通常为自由流动， 40不再自由流动，可产生聚集。 (3) 吸湿性：粉体吸湿性大，休止角也大，在一定范围内休止角随吸湿量的增大而增大。但吸湿量达到某一值后， 休止角又逐渐减小，主要由于孔隙被水充满而起到润滑作用。 (4) 加入润滑剂：润滑剂可以改变粉体的休止角，减少粒子间的凝聚力，改善粒子的表面状态，主要是减小表面的粗糙性， 改善粒子的流动性。 23 24 3、改善流动性的方法 (1) 适当增

8、加粒子径 + 附着性和凝聚性大的粉体，流动性差，主要由于分散度大，表面自由能很高，产生自发附着和凝聚。 (2) 控制含湿量- (3) 添加少量细粉 + 粒径较大的粉体添加少量细粉，可增加其流动性。一般加量为12%。 (4) 添加助流剂+ 24 3、改善流动性的方法 (1) 适当增加粒子径 +25 (二) 粉体的充填性粉体的填充性的表示方法 粉体的填充性是粉体集合体的基本性质，在片剂、 胶囊剂的填充过程中具有重要意义。 填充性可用：松比容(specific)、松密度(bulk density)、空隙率(porosity) 、空隙比(void ratio) 、充填率(packing fractio

9、n) 、配位数(coordination number)来表示。25 (二) 粉体的充填性粉体的填充性的表示方法 26 六、粉体的吸湿性与润湿性(一) 吸湿性(moisture absorption) 吸湿性是指固体表面吸附水分的现象。 药物的吸湿特性可用吸湿平衡曲线表示。 1、水溶性药物的吸湿性 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RH增大到一定值时，吸湿性急剧增加，一般把这个吸湿量开始急剧增加的相对湿度称为临界相对湿度(critical relative humidity, CRH)。26 六、粉体的吸湿性与润湿性(一) 吸湿性(moistu药剂学：粉体学基础课件28

10、 水溶性物质的混合物吸湿性更强：根据Elder假说水溶性药物混合物的CRH约等于各成分CRH的乘积，而与各成分的量无关。测定CRH的意义 (1)CRH值可作为药物吸湿性指标： 一般CRH愈大，愈不易吸湿； (2)为生产、 贮藏的环境提供参考； (3)为选择防湿性辅料提供参考，一般应选择CRH值大的物料作辅料。28 29 2、水不溶性药物的吸湿性 水不溶性药物的吸湿性随着相对湿度的变化而缓慢发生变化，没有临界点。 水不溶性药物的混合物的吸湿性具有：加和性。29 30 30 31 1、润湿性 润湿性是指固体界面由固-气界面变为固-液界面现象。粉体的润湿性对片剂、颗粒剂等到固体制剂的崩解性、溶解性等

11、具有重要意义。 润湿性用接触角表示。 液滴在固体表面上所受的力达平衡时符合Yongs公式：Ysg=Ysl+Ylgcos 式中， Ysg、Ysl、Ylg分别固-气、固-液、气-液间的界面张力。(二) 润湿性(wetting) 31 1、润湿性 (二) 润湿性(wetting) 32 =0，完全润湿;=180，完全不润湿;=090，能被润湿;=90180，不易被润湿。32 =0，完全润湿;=180，完全不润湿;=33 2、接触角的测定方法 (1)将粉体压缩成平面，水平放置后滴上液滴直接由量角器测定。 (2)在圆筒管里精密充填粉体，下端用滤纸轻轻堵住后接触水面，测定水在管内粉体层中上升的高度与时间。

12、根据Washburn公式计算接触角： h2= rtYlcos /2 式中，h为t时间内液体上升的高度；Yl、分别为液体的表面张力与粘度；r为粉体层内毛细管半径。 由于毛细管半径不好测定，常用于比较相对润湿性。 33 2、接触角的测定方法 34 七、粉体的粘附性与凝聚性粘附性(adhesion)是指不同分子间产生的引力，如粉体粒子与器壁间的粘附。 凝聚性(cohesion，粘着性)是指同分子间产生的引力，如粉体粒子之间发生粘附而形成聚集体(random floc)。 产生粘附性和凝聚性的原因： 1、在干燥状态下主要是由于范德华力与静电力发挥作用 2、在润湿状态下主要由于粒子表面存在的水分形成液体

13、桥或由于水分的蒸发而产生固体桥发挥作用。34 七、粉体的粘附性与凝聚性粘附性(adhesion)是指35 八、粉体的压缩性(一)粉体的压缩特性 可压缩性(compressibility) 表示粉体在压力下体积减少的能力。 可成形性(compactibility) 表示物料紧密结合成一定形状的能力。可压片性35 八、粉体的压缩性(一)粉体的压缩特性 36 (1)压缩过程中力的分析Fa-上冲力Fb-下冲力Fr-径向传递力Fd-模壁摩擦力1、 压缩力与体积的变化 2、压缩循环36 Fa-上冲力Fb-下冲力Fr-径向传递力Fd37 径向力与轴向力的关系式： Fr=Fa/(1-) 式中， 为泊松比，是横向应变与纵向应变之比(=|横/ 纵|)，通常为0.4-0.5。 压力传递率(Fb/Fa)：当压缩达最高点时上、下冲力之比。 ln(Fb/Fa)=-4Kh/D 式中， 为颗粒与模壁的摩擦系数， =Fd/Fr；K为径向力与上冲力之比，K=Fr/Fa；D为成形物直径；h为成形物高度。