制药设备与工艺-第三章课件

1、第三章 设备材料与防腐 制药设备材料可分为金属材料和非金属材料两大类，其中金属材料可分为黑色金属和有色金属，非金属材料可分为陶瓷材料、高分子材料和复合材料。 GMP对设备及管道材质的要求是：凡是水、气系统中的管道、管件、过滤器、喷针等都应采用优质奥氏体不锈钢材料；选用其他材料必须耐腐蚀、不生锈。（一）金属材料 主要有金属和金属合金，根据所含金属的不同分为黑色金属和有色金属。黑色金属：包括铸铁、钢、铁合金，其性能优越、价格低廉、应用广泛。铸铁是含碳量大于2.21%的铁碳合金，在制剂设备中应用最广泛，但其也有机械强度低、塑性和韧性差的缺点，多做机床床身、底座、箱体、箱盖等受压但不易受冲压的部件。钢

2、是含碳量小于2.21%的铁碳合金。按组成可分为碳素钢和合金钢，按用途可分为结构钢、工具钢和特殊钢，特殊钢中的不锈钢因其耐腐蚀性而广泛应用于医疗器械和制药设备中，常用的有铬不锈钢和铬镍不锈钢。有色金属：是指黑色金属以外的金属及其合金，它作为重要的特殊用途材料，其种类繁多，制剂设备中常用铝和铝合金、铜和铜合金。（1）铝和铝合金：工业纯铝一般只作导电材料；铸造铝合金只用于铸造成形；形变铝合金塑性较好可用于冷、热加工和切削加工。（2）铜和铜合金：工业纯铜（紫铜）一般只作导电和导热材料；特殊黄铜有较好的强度、耐腐蚀性、可加工性，在机器制造中应用较多；青铜有较好的耐磨性、耐腐蚀性、塑性。（二）非金属材料

3、非金属材料是指金属材料以外的其他材料。 非金属材料具有优良的耐腐蚀性，原料来源丰富，品种多样，但多数材料的物理、力学性能较差，热导率较小，热稳定性和耐热性较差，某些材料的加工制造比较困难等。1. 高分子材料 包括塑料、橡胶、合成纤维等。其中工程塑料运用最广，包括热塑性塑料和热固性塑料。 （1）热塑性塑料：由可以经受反复受热软化（或熔化）和冷却凝固的树脂为基本成分制成的塑料，它的特点是遇热软化或熔融，冷却后又变硬，此过程可逆。热塑性塑料典型产品有聚氯乙烯、聚乙烯等。 （2）热固性塑料： 由经加热转化（或熔化）和冷却凝固后变成不熔状态的树脂为基本成分制成的，它的特点是在一定温度下，经过一定时间的加

4、热或加入固化剂即可固化，质地坚硬，既不溶于溶剂，也不能用加热的方法使之再软件，典型的产品有酚醛树脂、氨基树脂等。 由于工程塑料一般具有良好的耐腐蚀性能、一定的机械强度、良好的加工性能和电绝缘性能，价格较低，因此应用广泛。 硬聚氯乙烯（PVC）塑料：具有良好的耐腐蚀性能，有一定的机械强度、加工成形方便、焊接性能较好等特点，但它的热导率小，耐热性能差，广泛地用于制造各种化工设备，如塔、贮罐、容器、尾气烟囱、离心泵、通风机、管道、管件、阀门等。聚乙烯（PE）塑料：由乙烯聚合制得的热塑性树脂。有优良的电绝缘性、防水性和化学稳定性。高密度聚乙烯又称低压聚乙烯，可做管道、管件、阀门、泵等，也可以做设备衬里

5、。耐酸酚醛（PF）塑料：以酚醛树脂为基本成分，以耐酸材料（石棉、石墨、玻璃纤维等）做填料的一种热固性塑料，它有良好的耐腐蚀性和耐热性。可做成管道、阀门、泵、塔节、容器、贮罐、搅拌器等，也可做设备衬里。这种塑料性质较脆、冲击韧性较低。聚四氟乙烯（PTFE）塑料：具有优异的耐腐蚀性，甚至超过贵重金属金和银，有塑料王之称。在工业上常用来做耐腐蚀、耐高温的密封元件和高温管道。设备材料的腐蚀与防护腐蚀是指材料在环境的作用下引起的破坏或变质。 金属的腐蚀是由化学或电化学作用所引起，有时也同时包含机械、物理或生物的作用。非金属的腐蚀通常是由物理作用或直接的化学作用引起的，如高聚物的溶胀、溶解、化学裂解及硅酸盐的化学溶解等。金属腐蚀化学腐蚀：金属表面与环境介质发生化学作用而产生的损坏，它的特点是腐蚀在金属的表面上，腐蚀过程中没有电流的产生。电化学腐蚀：金属与电解质溶液间产生电化学作用所发生的腐蚀，它的特点是在腐蚀过程中有电流产生。金属设备的防腐蚀措施衬覆保护层：在金属表面生成一保护性覆盖层，可以使金属与腐蚀