1、第9章 微粉學(xué) 第第5 5節(jié)節(jié) 粉體的流動性粉體的流動性第九章第九章 微粉學(xué)微粉學(xué) 粉體的流動性粉體的流動性生物制藥生物制藥 2班班 張張 濤濤第五節(jié)第五節(jié) 回顧回顧 粉粉 體體粉體粉體 固體粒子的集合體固體粒子固體粒子 與大塊固體相比較，相對微小的固體稱之為粒子。根據(jù)其尺度的大小，常區(qū)分為粒子、微米粒子、亞微米粒子、超微粒子、納米粒子等等。通常粉體工程學(xué)研究的對象，是尺度界于1nm-10mm范圍的顆粒。在制藥行業(yè)中常用的粉體粒子大小范圍為1um-10mm。集合體集合體 從粒子存在形式上來區(qū)分，粒子有單粒子（單一粒子又被稱為一級粒子）和由單粒子聚集而成的團(tuán)聚粒子（聚結(jié)粒子又被稱為二級粒子），因

2、而粉體可以是由單一粒子構(gòu)成，也可以是由聚結(jié)粒子構(gòu)成，還可以是由二者的混合體構(gòu)成 圖圖 1 單粒子單粒子 圖圖 2 聚結(jié)粒子聚結(jié)粒子 粉體的物態(tài)特征粉體的物態(tài)特征具有與液體相類似的流動性具有與液體相類似的流動性具有與氣體相類似的壓縮性具有與氣體相類似的壓縮性 具有固體的抗變形能力具有固體的抗變形能力粉體的物態(tài)特征具有與液體相類似的流動性具有與氣體相類似的壓縮性具有固體的抗變形能力原因淺析原因淺析研究意義研究意義測定粉體的流動性并進(jìn)一步改善它的流動性，對粉體的生產(chǎn)工藝、傳輸、儲存、裝填以及中藥制劑中的不同成分的混合、顆粒劑、片劑、散劑、膠囊劑等等的成型機(jī)裝量有重要意義。粉體的物態(tài)特征粉體的物態(tài)特征

3、類型類型 具有與液體相類似的流動性；具有與氣體相類似的壓縮性；具有固體的抗變形能力粉體的流動性粉體的流動性原因淺析原因淺析 粉體之所以流動，其本質(zhì)是由于粉體中粒子受力的不平衡。對粒子受力分析對粒子受力分析 粒子所受的作用力有重力、顆粒間的黏附力、摩擦力、靜電力等，其中重力和顆粒間的黏附力對粉體流動的影響最大。種類種類 常見的有重力流動、振動流動、壓縮流動、液態(tài)化流動等粉體流動性的評價粉體流動性的評價常用方法常用方法 粉體流動性的測量方法很多，包括靜態(tài)法和動態(tài)法。靜態(tài)法有休止角法、內(nèi)摩擦角法、壁摩擦角法和滑角法等；動態(tài)法有小孔流出速度法、旋轉(zhuǎn)圓筒法、記錄式粉末流速計法、旋轉(zhuǎn)粘度計法等。休止角定義

4、休止角與流動性的關(guān)系 定義在粉體堆上，粉末下滑的表面與水平面之間的最大可能角度 休止角以及休止角法休止角以及休止角法定義定義 在粉體堆上，粉末下滑的表面與水平面之間的最大可能角度，常用表示表達(dá)式表達(dá)式在下滑面上粒子間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力與粒子所受到的重力相平衡，使休止角為定值，角的正切就等于粒子間的摩擦系數(shù) u tan=u=h/r休止角與粉體流動性的關(guān)系休止角與粉體流動性的關(guān)系 一般來講，可以通過休止角度數(shù)表征粉體流動性的好壞，經(jīng)驗表明，當(dāng)休止角30，流動性良好；當(dāng)休止角處于3045，流動性較好；當(dāng)休止角處于4560，流動性較差；當(dāng)休止角處于6090，流動性差。 局限性局限性 用休止角評價粉體的流動

5、性能，只能大致定性地表示流動性的好壞，或者用于比較同種粉體因粒度和水分等引起的流動性差別。補(bǔ)充說明補(bǔ)充說明 事實上，粉體的流動性隨粒子的形狀、大小、含水量、表面狀態(tài)、密度、空隙度、生產(chǎn)工藝等因素的不同而有明顯的差異，再加上粉體之間的內(nèi)摩擦力、粘附力、靜電力等等的復(fù)雜關(guān)系，使得粉體的流動性無法用單一的物理量來表征。因而我們需要綜合考慮其他方法。GFnf（cossinumgmghr休止角的測定方法注入法擠出法容器傾斜法 粉體流動性的測定方法 常見的有注入法、排出法、容器傾斜法等等（在有些文獻(xiàn)中，把測定休止角的方法歸納為固定漏斗法、固定圓錐槽法、傾斜箱法、轉(zhuǎn)動圓柱法四類）休止角的測定裝置由支架、漏斗

6、、圓平板和刻度尺組成。將粉體注入到某一有限直徑的圓盤中心（這里是圓平板）上，直到粉體堆積層斜邊的物料沿圓盤邊緣自動流出為止，停止注入，測定休止角。h -粉堆高度 r -圓平板半徑hrtg=h/r 休止角的測定方法休止角的測定方法 粉體流動性的影響因素04加入潤滑劑（滑石粉、硬脂酸鎂等）細(xì)粉，可降低粒子間的內(nèi)聚力，改善表面粗糙度，從而改善粒子的流動性一般加粉體量的1%潤滑劑細(xì)粉潤滑劑細(xì)粉02粒子形狀粒子形狀 03在吸濕曲線上，引起粉體大量吸濕的相對濕度（CRH）,CRH越小，粉末越容易吸濕，休止角就越大，粉體流動性就越小吸濕性吸濕性 01粒度粒度影響粉體流動性的因素01020304 概述概述 粉

7、體的流動性決定于物質(zhì)本身的特性（如粒子大小、形態(tài)、粉體的流動性決定于物質(zhì)本身的特性（如粒子大小、形態(tài)、表面狀態(tài)密度等）以及環(huán)境的溫度、壓力等表面狀態(tài)密度等）以及環(huán)境的溫度、壓力等粒度粒度 一般來講，粒徑下降，粒子間內(nèi)聚力上升，摩擦阻力加大。一般來講，粒徑下降，粒子間內(nèi)聚力上升，摩擦阻力加大。粒徑粒徑200um,粉體流動性好，粒徑粉體流動性好，粒徑100um,粒子內(nèi)聚力超過所受粒子內(nèi)聚力超過所受重力，粒子易聚集，流動性差。重力，粒子易聚集，流動性差。粒子形狀粒子形狀 粒子形狀越不規(guī)則，偏離球形越遠(yuǎn)，表面越粗糙，休止粒子形狀越不規(guī)則，偏離球形越遠(yuǎn)，表面越粗糙，休止角就越大，流動性越小。角就越大，流

8、動性越小。吸濕性吸濕性 在吸濕曲線上，引起粉體大量吸濕的相對濕（在吸濕曲線上，引起粉體大量吸濕的相對濕（CRH），），CRH越小，粉末越容易吸濕，休止角就越大，粉體流動性就越小越小，粉末越容易吸濕，休止角就越大，粉體流動性就越小潤滑劑細(xì)粉潤滑劑細(xì)粉 加入潤滑劑（滑石粉、硬脂酸鎂等）細(xì)粉，可降低加入潤滑劑（滑石粉、硬脂酸鎂等）細(xì)粉，可降低粒子間的內(nèi)聚力，改善表面粗糙度，從而改善粒子的流動性，一般粒子間的內(nèi)聚力，改善表面粗糙度，從而改善粒子的流動性，一般加粉體量的加粉體量的1%影響粉體流動性的因素影響粉體流動性的因素CB粉體流動性差時，可以加入100um的玻璃球助流流出速度越大，粉體流動性越好是將

9、物料加入容器中，測出全部物料流出所需的時間A 流出速度（flow velocity)概述概述 粉體的流動性在粉體工程設(shè)計中應(yīng)用范圍很廣，粉體的流粉體的流動性在粉體工程設(shè)計中應(yīng)用范圍很廣，粉體的流動性對其生產(chǎn)、輸送、儲存、裝填以及工業(yè)中的粉末冶金、醫(yī)藥動性對其生產(chǎn)、輸送、儲存、裝填以及工業(yè)中的粉末冶金、醫(yī)藥中不同組分的混合、農(nóng)林業(yè)中殺蟲劑的噴撒等工藝過程都具有重中不同組分的混合、農(nóng)林業(yè)中殺蟲劑的噴撒等工藝過程都具有重要的意義。要的意義。例如例如 在制藥中如果粉末流動性較差，則難以將藥品中的各種粉在制藥中如果粉末流動性較差，則難以將藥品中的各種粉末成分直接混合均勻，對藥物的準(zhǔn)確含量造成影響，若將粉

10、末制末成分直接混合均勻，對藥物的準(zhǔn)確含量造成影響，若將粉末制成一定大小的顆?？梢栽黾铀牧鲃有裕怀梢欢ù笮〉念w?？梢栽黾铀牧鲃有?；在膠囊劑、片劑、顆粒劑等的成型或填充時，由于粉末的流動性在膠囊劑、片劑、顆粒劑等的成型或填充時，由于粉末的流動性較差，粉末的表面粗糙，粉末容易粘連成塊狀，導(dǎo)致患者在服用較差，粉末的表面粗糙，粉末容易粘連成塊狀，導(dǎo)致患者在服用時非常不方便，會對工藝過程順利進(jìn)行有一定的影響時非常不方便，會對工藝過程順利進(jìn)行有一定的影響 ，使制劑，使制劑的成本增加；的成本增加；在外用散劑中，流動性差的粉體，易導(dǎo)致患者涂布不均勻，造成在外用散劑中，流動性差的粉體，易導(dǎo)致患者涂布不均勻，造

11、成局部用藥過少或過多，影響療效；局部用藥過少或過多，影響療效；在制劑的運輸和貯藏過程中也有不利影響，流動性差的粉料更容在制劑的運輸和貯藏過程中也有不利影響，流動性差的粉料更容易因為外界環(huán)境溫度、濕度、壓力等因素的影響，導(dǎo)致藥物的穩(wěn)易因為外界環(huán)境溫度、濕度、壓力等因素的影響，導(dǎo)致藥物的穩(wěn)定性和有效性降低定性和有效性降低 粉體流動性的應(yīng)用粉體流動性的應(yīng)用定義壓縮度與流動性LOREMLOREM1234壓縮度（compressibility)壓縮度是粉體流動性的重要指標(biāo)，其大小反映粉體的凝聚性，松軟狀態(tài)壓縮度20%以下的流動性較好，壓縮度增大時，流動性下降 粉體流動性的研究及其在中藥制劑中的應(yīng)用粉體流

12、動性的研究及其在中藥制劑中的應(yīng)用 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 章波、馮怡、徐德聲、劉怡章波、馮怡、徐德聲、劉怡 上海中醫(yī)藥大學(xué)上海中醫(yī)藥大學(xué)摘要摘要 這篇文獻(xiàn)主要講述了三方面的內(nèi)容，即影響粉體流動性的因素、粉體流動性的表征方法、粉體流動性的研究在中藥制劑中的作用主要講述主要講述 粉體流動性的表征方法粉體流動性的表征方法 （1）休止角法）休止角法（2）小孔流出速度法）小孔流出速度法 休止法過于簡單、偏差較大且不能反映流速的大小，所以流休止法過于簡單、偏差較大且不能反映流速的大小，所以流速法是測定粉體流動性的又一方法，流速指微粉以一定孔徑或管中流出的速度，一速法是測定粉體流動性的又一方法，流速指微粉以一定孔

13、徑或管中流出的速度，一般來說，微粉流動快，其流動均勻性好，即流動性好。流速即是粉體的粒度也是其般來說，微粉流動快，其流動均勻性好，即流動性好。流速即是粉體的粒度也是其均勻的函數(shù)，但流速法不能定量地表示流出的速度，不能區(qū)分流動性很接近的兩種均勻的函數(shù)，但流速法不能定量地表示流出的速度，不能區(qū)分流動性很接近的兩種粉體粉體。（3）振實法）振實法 振動可影響粉體的松裝密度進(jìn)而影響其流動性，因此，振動性可以作為振動可影響粉體的松裝密度進(jìn)而影響其流動性，因此，振動性可以作為測定粉體流動性的方法。粉體的黏著力系粉體之間的相互作用力，它與粉末的流動測定粉體流動性的方法。粉體的黏著力系粉體之間的相互作用力，它與

14、粉末的流動性密切相關(guān)，其值越大，粉末的流動性越差。李忠全測定了性密切相關(guān)，其值越大，粉末的流動性越差。李忠全測定了7種粉體的黏著力及流動種粉體的黏著力及流動性并做了其中兩種粉體的黏著力與流動性的重復(fù)實驗，得出以下結(jié)論：粉末的黏著性并做了其中兩種粉體的黏著力與流動性的重復(fù)實驗，得出以下結(jié)論：粉末的黏著力和流動性與其松裝密度有一定的關(guān)系，隨著松末密度的增大，其黏著力隨之減小，力和流動性與其松裝密度有一定的關(guān)系，隨著松末密度的增大，其黏著力隨之減小，而粉末的流動性隨之變好，振實法測量粉末流動性的重復(fù)性較好，而黏著力較差。而粉末的流動性隨之變好，振實法測量粉末流動性的重復(fù)性較好，而黏著力較差。、 LO

15、REM IPSUM DOLOR SIT AMET CONSE ADIPISICING ELIT SED DO EIUSMOD TEMPOR INCIDIDUNT UT LABORE ET DOLORE MAGNA ENIM AD MINIM VENIAM QUIS NOSTRUD參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn)振實法把流動性和粘附力、松裝密度聯(lián)系起來考察，直觀而有說服力，且重復(fù)性振實法把流動性和粘附力、松裝密度聯(lián)系起來考察，直觀而有說服力，且重復(fù)性好，但仍然沒有量化這個確定值好，但仍然沒有量化這個確定值（4）卡爾指數(shù)法卡爾指數(shù)法 Carr測定法測定法則則是綜合是綜合了影響了影響粉體流動性的諸多因素，經(jīng)過

16、大量粉體流動性的諸多因素，經(jīng)過大量實驗而提出的應(yīng)用實驗而提出的應(yīng)用自然坡度自然坡度角、平板角、凝聚度、壓縮率、均齊度五項指數(shù)，用角、平板角、凝聚度、壓縮率、均齊度五項指數(shù)，用得分制的數(shù)值方法表示粉體流動性的方法。該方法直接用經(jīng)驗測量法測定，簡單得分制的數(shù)值方法表示粉體流動性的方法。該方法直接用經(jīng)驗測量法測定，簡單實用，不僅適用于流動性好的粉末顆粒，而且適用于流動性差、附著性強(qiáng)、有團(tuán)實用，不僅適用于流動性好的粉末顆粒，而且適用于流動性差、附著性強(qiáng)、有團(tuán)聚傾向的粉體，適用范圍較廣。通過測定樣品的上述幾項流動性指數(shù)，把試驗結(jié)聚傾向的粉體，適用范圍較廣。通過測定樣品的上述幾項流動性指數(shù)，把試驗結(jié)果進(jìn)行

17、累加，即可得到卡爾指數(shù)?？柗üM(jìn)行累加，即可得到卡爾指數(shù)。卡爾法綜合了休止角法、流速法和振實法，有綜合了休止角法、流速法和振實法，有所改進(jìn)，但仍然脫離不了經(jīng)驗性，它實際上只能用于表示和比較粉體物料的相對所改進(jìn)，但仍然脫離不了經(jīng)驗性，它實際上只能用于表示和比較粉體物料的相對流動性。流動性。（5）Jenike法法 在在Carr指數(shù)法的基礎(chǔ)上，指數(shù)法的基礎(chǔ)上，jenike以粉體力學(xué)理論為基礎(chǔ)以粉體力學(xué)理論為基礎(chǔ),進(jìn)行了進(jìn)行了大量的實驗和深入的理論研究大量的實驗和深入的理論研究，提出了粉體的連續(xù)塑料介質(zhì)模型，并發(fā)展了流動提出了粉體的連續(xù)塑料介質(zhì)模型，并發(fā)展了流動-不流動的判據(jù)，創(chuàng)建了一套科學(xué)的表示散狀粉料流動性能的指標(biāo)，歸納了不流動的判據(jù)，創(chuàng)建了一套科學(xué)的表示散狀粉料流動性能的指標(biāo)，歸納了一整一整套表示料倉內(nèi)粉體流動性的參數(shù)和料倉定量設(shè)計的方法及理論套表示料倉內(nèi)粉體流動性的參數(shù)和料倉定量設(shè)計的方法及理論，在他的理論中需，在他的理論中需要綜合考慮有效內(nèi)摩擦角、內(nèi)摩擦角、壁摩擦角、容重、無側(cè)界屈服強(qiáng)度、可壓要綜合考慮有效內(nèi)摩擦角、內(nèi)摩擦角、壁摩擦角、容重、無側(cè)界屈服強(qiáng)度、可壓縮系數(shù)、透氣性等參數(shù)，以此來表征粉體的流動性縮系數(shù)、透氣性等參數(shù)，以此來表征粉體的流動性。Jenike的測試結(jié)果對粉體的測試結(jié)果對粉