6第六章-粉体学基础.ppt

1、药剂学,中山大学新华学院,第六章 粉体学基础,学习要求,掌握粉体学在药剂学中的意义 掌握粒径的表征,了解粒径测定方法的 熟悉比表面积、密度与空隙率定义及对于固体制剂质量的影响 掌握粉体流动性的评价测定及影响因素与改善方法 熟悉粉体吸湿性与润湿性定义及药剂学意义 了解粉体填充性、黏附性、凝聚性与压缩性,主要内容,第一节概述 第二节粉体粒子的基本性质 第三节 粉体的性质 粉体的密度与空隙率 粉体的流动性与充填性 粉体的吸湿性与润湿性 第四节 黏附性与黏着性 第五节 粉体的压缩性质,什么是粉体？粉体的组成单元？ - 无数个固体粒子集合体的总称; - 一级粒子（primary particles）:

2、二级粒子（second particles）； - 100m“粒”，100m“粉”；,第一节概述,粉体微粒大小的分类,粉体学研究的内容？ 粉体的基本性质及其应用的科学。 如：CRH（吸湿性）、流动性 研究粉体学的意义？ 提供理论依据、试验方法。,第一节 概述,“第四物态” 以片剂的压片过程为例说明粉体的性质： 颗粒流入冲模流动性（液体的性质） 由颗粒压制成片压缩性（气体的性质） 压成片后片子的弹性变形（塑性变形）抗变形能力（固体的性质）,第二节粉体基本的性质,一、粒子径与粒度分布 二、粒子形态 三、粒子的比表面积,一、粒子径与粒度分布,粒子径表示方法 表示粒子大小的方法 粒度分布（partic

3、le size distribution） 表示不同粒径的粒子群在粉体中所分布的情况，反映粒子大小的均匀程度。 平均粒子径 粒子径的测定方法,粒子径表示方法及其测定方法,1、几何学粒子径（geometric diameter） 2、沉降速度相当径 （settling velocity diameter） 3、筛分径（sieving diameter）,粒子径表示方法及其测定方法,1、几何学粒子径 三轴径 定方向径 圆相当径 球相当径：体积相当径、表面积相当径、比表面积相当径,1、几何学粒子径 (1) 三轴径反映粒子的实际尺寸,光学（0.5 m） 电子（ 0.01 m）,(2) 定方向径 (3)

4、圆表积相当径Heywood径,（3）球相当径,体积球相当径 表面积球相当径 等比表面积相当径,（1）等体积相当径 与粒子体积相同的球体直径； 库尔特计数法：1600 m；,测定原理： 粒子通过细孔时，粒子体积排除孔内电解质而电阻发生改变； 利用电阻与粒子体积成正比的关系将电信号换算成直径。,（2）等比表面积/表面积相当径,比表面积等价径100 m 与预测粒子具有等比表面积球的直径； 吸附法或透过法求得（Page93） ; 为平均粒径，不能求粒径分布。,2、沉降速度相当径（Stokes径）,与粒子具有相同沉降速度（恒速）球形粒子的直径； 沉降法100 m 。,3、筛分径（sieving diam

5、eter ） 粒径表示方法：(-a+b) 粗细筛孔直径的算术或几何平均值； 粒度分布,(a+b) (ab) ,利用筛孔将粉体机械阻挡而进行分级 筛号用“目”表示，即每英寸(25.4mm)长度上开有的孔数。,筛分法： 45m,粒子径的测定原理及方法不同，Page88表6-4列出了粒径的不同测定方法与粒径的测定范围。,粒度测定方法,1.显微镜法（microscopic method）,主要测定几何粒径,主要测定以个数、面积为基准的粒度分布。,显微镜,Stocks径,0.5m-100m的粒径的测定，常用Andreasen吸管法。 测得的粒径分布是以重量为基准的。 Stocks径的测定方法还有离心法、

6、比浊法、沉淀天平法、光扫描快速粒度测定法等。 常用于不溶性物料的 粒度测定。,3. 沉降法（sedimentation method）,离心沉降,重力沉降,测得的是等体积球相当径(1m-600m)，粒径分布以个数或体积为基准。 混悬剂、乳剂、脂质体、粉末药物等可以用本法测定。,2.库尔特计数法（coulter counter method）,库尔特计数器,是应用最广的测量方法。常用的测定范围在45m以上。,5. 筛分法（sieving method）,丝网筛,电沉积筛,气体吸附法、气体透过法 气体透过法只能测粒子外部比表面积，粒子内部空隙的比表面积不能测，因此不适合用于多孔形粒子的比表面积的测

7、定。,6、比表面积的测定方法,透过法,现代新技术 综合性图像分析系统：德国ZBAS2000图像分析仪 静态光散射法：根据夫朗和费衍射理论设计的激光粒度仪的测量范围为31000m。 如LSP激光粒度仪(中国天津大学)、SERIES2600型激光粒度仪(英国)、SKL7000激光粒度分析仪(日本)、LS100型和LS200型全自动激光粒度分析仪(美国)等。 动态光散射法：适于测定亚微米级颗粒,测量范围为0.0015m,如SERIES4700激光动态光散射粒度分析仪(英国)。,颗粒群的粒度分布,列表法：将测定和分析的结果精确地罗列出来 图解法：结果绘成颗粒群的粒度组成特性的曲线 频率分布曲线和累计分

8、布曲线 函数法：数学法规纳出分布规律的数学表达式,粒度分布注意选择基准,频率分布(frequency size distribution) 表示与各个粒径相对应的粒子占全粒子群中的百分数（微分型）,累积分布（cumulative size distribution） 表示小于(pass) 或大于(on) 某粒径的粒子占全粒子群中的百分数（积分型）Page 86,中位径,是指由不同粒径组成的粒子群的平均粒径。中位径是最常用的平均径，也叫中值径，在累积分布中累积值正好为50%所对应的粒子径，常用D50表示。,中位径-平均粒子径,（一）形状指数 球形度 圆形度（二）形状系数,二、粒子的形态,（一）比

9、表面积的表示方法 1. 体积比表面积 Sv cm2/cm3 2. 重量比表面积 Sw cm2/g （二）意义 1.粒子大小的量度 2.影响粒子吸附、药理,三.粒子的比表面积,第三节 粉体的性质,粉体的密度与空隙率 粉体的流动性与充填性 粉体的吸湿性与润湿性,一粉体的密度与空隙率,（一）粉体的密度 真密度（true density） 粒密度（granule density） 松密度（bulk density） 粉体密度的测定方法测定体积 （二）粉体的空隙率(porosity),（一）粉体的密度,1、粉体的密度 真密度（true density，t） 颗粒密度（granule density，g

10、） 松/堆密度（bulk density，b ） 振实密度（tap density，bt ）,tgbtb,（一）粉体的密度,2、粉体密度的测定 真密度与颗粒密度 液浸法（liquid immersion method） 比重瓶 压力比较法 松密度与振实密度 -量筒法,m0空瓶重，ms瓶+样 maL=瓶+样+液 mL瓶+满液,粉体密度影响固体制剂的充填性：如颗粒剂的自动化包装、胶囊的装填等生产过程及质量控制应用。P99,（二）粉体的空隙率(porosity),空隙率：指粉体层中空隙所占有的比率。,空隙率影响粉体充填性：如胶囊的装填、片剂崩解（在崩解前的吸水受空隙率大小的影响，一般要求空隙率5%-

11、35%。）,二、粉体的流动性与充填性,（一）粉体的流动性 流动性的评价与测定方法 粉体流动性的影响因素与改善方法 （二）粉体的充填性 充填性表示法 颗粒的排列模型 充填状态的变化 助流剂对充填性的影响,（一）粉体流动性的评价与测定方法 1.休止角（angle of repose) 2.流出速度法（flow velocity) 3.压缩度,休止角：是指松堆积时料堆的圆锥斜面与水平角所夹的角。 反映了颗粒摩擦力或颗粒群流动性的大小程度。 对于同一种物料，粒径越小则休止角越大；一般颗粒越接近球形，休止角越小。,休止角测定仪,休止角是检验粉体流动性好坏的最简便的方法。 止角越小，流动性越好 一般认为3

12、0时流动性好，40时可以满足生产过程中流动性的需求。,流出速度的测定,移去挡板的同时开始计时,在规定条件下，一定量粉体流出时间越短，流动性越好。,压缩度的测定,物料,固定螺丝,f,0,f:最紧密度 0: 最松密度,压缩度20%以下时粉体流动性好。,颗粒和粉末特性分析仪（多功能型）,振实密度,松装(自然堆积)密度,休止角,流出时间,空隙率,1.增加粒子大小 2.粒子形态与表面粗糙度 3.含湿量 4.加入助流剂的影响,（ 二）粉体流动性的影响因素与改善方法,（二）影响粉体流动性的因素及改善方法,粒子大小 摩擦力、附着性和聚集性片剂湿法制粒工艺； 含水量 黏结力，干燥； 过于干燥则引起粉尘飞扬； 粒

13、子形态及表面粗糙度 改变粒子形态，摩擦力； 加入助流剂的影响：少量，滑石粉/微粉硅胶 密度：0.4g/cm2,粒径/m,休止角,含水量对粉末黏结力的影响,1 海藻酸钠 2西黄蓍胶 3小麦淀粉 4玉米淀粉 5马铃薯淀粉,三、粉体的吸湿性与润湿性,（一）吸湿性（moisture absorption） 指固体表面吸附水分的现象。,平衡水分 、 物料吸湿特性曲线,水溶性药物吸湿平衡曲线,水溶性药物吸湿平衡曲线,临界相对湿度CRH CRHAB CRHA CRHB，与各成分的量无关； 意义： 作为药物吸湿性指标； 为生产、贮藏环境提供参考； 为选择防湿性辅料提供参考。,水不溶性药物吸湿平衡曲线,混合物的

14、吸湿性具有加和性,（二）润湿性,润湿(wetting)是固体界面由固-气界面变为 固-液界面的现象，即液体在固体表面上的 粘附现象。,（二）润湿性,接触角预测固体润湿情况！,接触角,粉体润湿性影响固体制剂质量：如崩解、溶出等。,加入表面活性剂，可降低表面张力，改善疏水性药物的润湿性。,第四节黏附性与黏着性,黏附性（adhesion） 不同分子间产生的引力； 黏着性（cohesion） 同分子间产生的引力； 影响粉体的充填性、流动性。,原因： 在干燥状态下主要是范德华力与静电力的作用； 在润湿状态下主要由粒子表面存在的水分形成液体桥或由于水分的减少而产生的固体桥发挥作用。,措施： 增大粒径湿法制粒。 加入助流剂。 控制水分 。,第五节粉体的压缩性质,压缩性(compressibility)：粉体在压力下体积减少的能力。 成形性(compactibility)：物料紧密结合成一定形状的能力。,一、粉体的压缩特性,