1、1藥學(xué)院藥劑學(xué)教研室藥學(xué)院藥劑學(xué)教研室馬志國馬志國藥學(xué)院藥學(xué)院220220房間房間Tel:85223784(Oel:85223784(Omail:Email:2學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求掌握掌握 粉體、粉體學(xué)的概念；粉體、粉體學(xué)的概念； 粉體粒子的性質(zhì)；粉體粒子的性質(zhì)； 粉體流動性的評價、測定方法、影響因素與改善粉體流動性的評價、測定方法、影響因素與改善方法；方法； 粉體充填性的表示方法及助流劑對充填性的影響；粉體充填性的表示方法及助流劑對充填性的影響； 粉體的壓縮特性。粉體的壓縮特性。 粉體的各種性質(zhì)與特性在藥劑學(xué)中的應(yīng)用及意義。粉體的各種性質(zhì)與特性

2、在藥劑學(xué)中的應(yīng)用及意義。32. 熟悉粉體密度與空隙率的概念及測定方法；熟悉粉體密度與空隙率的概念及測定方法；粉體吸濕性與潤濕性的概念、評價指標與測定方粉體吸濕性與潤濕性的概念、評價指標與測定方法；粉體的粘附性與凝聚性。法；粉體的粘附性與凝聚性。3. 了解顆粒的排列模型及充填狀態(tài)的變化與速了解顆粒的排列模型及充填狀態(tài)的變化與速度方程；粉體的壓縮方程。度方程；粉體的壓縮方程。 451 概概 述述 粉體粉體(powder)：無數(shù)個固體粒子集合體的總無數(shù)個固體粒子集合體的總稱，稱，粒子粒子是粉體運動的是粉體運動的最小單元最小單元，粒子間存在，粒子間存在著一定的相互作用，出現(xiàn)不同的表現(xiàn)形式。著一定的相互

3、作用，出現(xiàn)不同的表現(xiàn)形式。67粉體學(xué)粉體學(xué)(micromeritics)：研究粉體的基本性質(zhì)及其應(yīng)研究粉體的基本性質(zhì)及其應(yīng)用的科學(xué)。用的科學(xué)。藥粉、顆粒、膠囊、片劑都屬于粉體范疇。藥粉、顆粒、膠囊、片劑都屬于粉體范疇。單體粒子單體粒子(一級粒子一級粒子，primary particle)、聚結(jié)粒子聚結(jié)粒子(二級粒子二級粒子，second particle)。 沙堆沙堆膠囊膠囊8通常所說的通常所說的“粉粉” (100m)都都屬于粉體。屬于粉體。一般粒徑一般粒徑100m時流動性好。時流動性好。粉體中顆粒分類：粉體中顆粒分類：3mm 塊狀顆粒塊狀顆粒3mm-100m 粒狀顆粒粒狀顆粒100-0.1m

4、 粉末（粗粉、細粉、超細粉）粉末（粗粉、細粉、超細粉）0.1m 納米顆粒納米顆粒9 物態(tài)物態(tài)3種，固體無流動性。種，固體無流動性。 固體粉碎成固體粉碎成粒子群粒子群之后具有如下性質(zhì)：之后具有如下性質(zhì)： (1) 具有與具有與液體液體類似的流動性；（沙漏）類似的流動性；（沙漏） (2) 具有與具有與氣體氣體類似的壓縮性；（裝沙、米）類似的壓縮性；（裝沙、米） (3) 具有具有固體固體的抗變形能力。的抗變形能力。 粉體第四種物態(tài)粉體第四種物態(tài) 粉體學(xué)研究領(lǐng)域粉體學(xué)研究領(lǐng)域 粉粒的力學(xué)現(xiàn)象粉粒的力學(xué)現(xiàn)象 粉粒的物理現(xiàn)象粉粒的物理現(xiàn)象 粉粒的化學(xué)現(xiàn)象粉粒的化學(xué)現(xiàn)象10粉體學(xué)在藥劑學(xué)中的應(yīng)用粉體學(xué)在藥劑學(xué)

5、中的應(yīng)用1.對制劑工藝的影響對制劑工藝的影響 混合均勻度、分劑量準確性、充填性、可壓性混合均勻度、分劑量準確性、充填性、可壓性(密度、密度、流動性、充填性、壓縮成形性、粘附性、凝聚性、粒流動性、充填性、壓縮成形性、粘附性、凝聚性、粒子大小形狀等子大小形狀等)。2.對制劑有效性的影響對制劑有效性的影響 制劑的崩解、藥物的溶解和吸收制劑的崩解、藥物的溶解和吸收(粒度、潤濕性粒度、潤濕性)3.對制劑穩(wěn)定性的影響對制劑穩(wěn)定性的影響 混懸劑及固體制劑的穩(wěn)定性混懸劑及固體制劑的穩(wěn)定性(粒度、潤濕性、密度、吸粒度、潤濕性、密度、吸濕性濕性)4.對制劑安全性的影響對制劑安全性的影響 粒子大小需符合制劑應(yīng)用的安

6、全要求粒子大小需符合制劑應(yīng)用的安全要求112 粉體粒子的性質(zhì)粉體粒子的性質(zhì)一、粒子徑與粒度分布一、粒子徑與粒度分布 粒子大小粒子大小是決定粉體的其他性質(zhì)的是決定粉體的其他性質(zhì)的最基本的性最基本的性質(zhì)質(zhì)。 對于一個不規(guī)則粒子，其粒子徑的測定方法不對于一個不規(guī)則粒子，其粒子徑的測定方法不同，其物理意義不同，測定值也不同。同，其物理意義不同，測定值也不同。 12（一）粒子徑的表示方法（一）粒子徑的表示方法1. 幾何學(xué)粒子徑幾何學(xué)粒子徑(geometric diameter)：根據(jù)：根據(jù)幾何學(xué)尺寸定義的粒子徑，見圖幾何學(xué)尺寸定義的粒子徑，見圖13-2。 測定方法：顯微鏡法、庫爾特記數(shù)法等測定方法：顯微

7、鏡法、庫爾特記數(shù)法等 (1) 三軸徑三軸徑 在粒子的平面投影圖上測定長徑在粒子的平面投影圖上測定長徑l與短徑與短徑b，在投影平面，在投影平面的垂直方向測定粒子的厚度的垂直方向測定粒子的厚度h 長軸長軸 短軸短軸 厚度厚度13(2) 定方向徑定方向徑(投影徑投影徑)定方向接線徑定方向接線徑Df：Feret徑徑(Green徑徑)；在一定方向上；在一定方向上將粒子的投影面外接的平行線之間的距離將粒子的投影面外接的平行線之間的距離Feret徑徑14定方向等分徑定方向等分徑Dm：Martin徑徑 在一定方向上將粒子的投影面積分割為兩等分的長度在一定方向上將粒子的投影面積分割為兩等分的長度15定方向最大徑

8、定方向最大徑Dk：Krummbein徑；徑；在一定方向上分割粒子投影面積的最大長度在一定方向上分割粒子投影面積的最大長度16(3) 投影面積圓相當(dāng)徑投影面積圓相當(dāng)徑Dh：Heywood徑徑與粒子的投影面積相等的圓的直徑與粒子的投影面積相等的圓的直徑172.球相當(dāng)徑球相當(dāng)徑用球體的粒徑表示不規(guī)則顆粒的大小，相當(dāng)用球體的粒徑表示不規(guī)則顆粒的大小，相當(dāng)徑。普遍應(yīng)用徑。普遍應(yīng)用（1）等體積相當(dāng)徑：與粒子體積相等的球的）等體積相當(dāng)徑：與粒子體積相等的球的直徑。直徑。 （2）等表面積相當(dāng)徑：與粒子表面積相等的）等表面積相當(dāng)徑：與粒子表面積相等的球的直徑。球的直徑。 （3）等比表面積相當(dāng)徑：與粒子比表面積相

9、）等比表面積相當(dāng)徑：與粒子比表面積相等的球的直徑。等的球的直徑。 18（4）沉降速度相當(dāng)徑：在液相中與粒子的沉降速度）沉降速度相當(dāng)徑：在液相中與粒子的沉降速度相等的球的直徑相等的球的直徑 (13-1)p、l被測粒子與液相的密度；被測粒子與液相的密度；液相的粘度；液相的粘度；h等速沉降距離；等速沉降距離；t沉降時間。沉降時間。thDlPstk)(18193.篩分徑篩分徑(sieving diameter)：又稱細孔通過相當(dāng)徑。：又稱細孔通過相當(dāng)徑。粒子通過粗篩網(wǎng)且被截留在細篩網(wǎng)時，粗細篩孔直徑的粒子通過粗篩網(wǎng)且被截留在細篩網(wǎng)時，粗細篩孔直徑的算術(shù)或幾何平均值稱為篩分平均徑。算術(shù)或幾何平均值稱為篩

10、分平均徑。算術(shù)平均徑算術(shù)平均徑 DA=（a+b）2幾何平均徑幾何平均徑a粗篩網(wǎng)直徑粗篩網(wǎng)直徑b細篩網(wǎng)直徑細篩網(wǎng)直徑DA表示方式表示方式(-a+b)，如某粉體的粒度表示為（如某粉體的粒度表示為（-1000+900）m20（二）粒度分布二）粒度分布 粒度分布粒度分布(particle size distribution)：表示：表示不同粒徑的粒子群在粉體中所分布的情況，反不同粒徑的粒子群在粉體中所分布的情況，反映粒子大小的均勻程度。粒子群的粒度分布可映粒子大小的均勻程度。粒子群的粒度分布可用簡單的表格、繪圖和函數(shù)等形式表示。用簡單的表格、繪圖和函數(shù)等形式表示。1頻率分布與累積分布頻率分布與累積分布

11、 頻率分布頻率分布(frequency size distribution)：表：表示與各個粒徑相對應(yīng)的粒子在全粒子群中所占示與各個粒徑相對應(yīng)的粒子在全粒子群中所占的百分數(shù)的百分數(shù)(微分型微分型)。 21 累積分布累積分布(cumulative size distribution)：表表示小于示小于(pass)或大于或大于(on)某粒徑的粒子在全粒某粒徑的粒子在全粒子群中所占的百分數(shù)子群中所占的百分數(shù)(積分型積分型)。 百分數(shù)的基準：百分數(shù)的基準：個數(shù)基準個數(shù)基準、質(zhì)量基準質(zhì)量基準、面積基、面積基準、體積基準、長度基準等準、體積基準、長度基準等2223 篩分法測定累積分布時，以篩下粒徑累計的篩

12、分法測定累積分布時，以篩下粒徑累計的分布叫分布叫篩下分布篩下分布(undersize distribution)；以篩上粒徑累積的分布叫以篩上粒徑累積的分布叫篩上分布篩上分布(oversize distribution)。 篩上累積分布函數(shù)篩上累積分布函數(shù)F(x)和篩下累積分布函數(shù)和篩下累積分布函數(shù)R(x)與頻率分布函數(shù)與頻率分布函數(shù)f(x)之間的之間的關(guān)系式關(guān)系式見課見課本：本：P319 (13-4) (13-5) (13-6)24（三）平均粒子徑（三）平均粒子徑 為了求出由不同粒徑組成的粒子群的平均粒徑，為了求出由不同粒徑組成的粒子群的平均粒徑，首先求出前面所述具有代表性的粒徑和粒度分首先

13、求出前面所述具有代表性的粒徑和粒度分布，然后求其平均值。布，然后求其平均值。 中位徑中位徑(Median diameter)：中值徑，在累積：中值徑，在累積分布中累積值正好為分布中累積值正好為50%所對應(yīng)的粒子徑，所對應(yīng)的粒子徑，D50，最常用的平均徑。，最常用的平均徑。25（四）粒子徑的測定方法（四）粒子徑的測定方法1顯微鏡法顯微鏡法(microscopic method) 投影像，幾何學(xué)粒徑，投影像，幾何學(xué)粒徑， 光學(xué)顯微鏡測定光學(xué)顯微鏡測定m級，電子顯微鏡測定級，電子顯微鏡測定nm級級 用于測定以個數(shù)、面積為基準的粒度分布用于測定以個數(shù)、面積為基準的粒度分布 。262庫爾特計數(shù)法庫爾特計

14、數(shù)法(coulter counter method) 原理：原理： 利用電阻與粒子的體積成正比的關(guān)系，將利用電阻與粒子的體積成正比的關(guān)系，將電信號換算成粒徑，測定粒徑與粒徑分布。電信號換算成粒徑，測定粒徑與粒徑分布。測得粒徑為測得粒徑為等體積球相當(dāng)徑等體積球相當(dāng)徑，可求得以個數(shù)、，可求得以個數(shù)、體積基準的粒度分布。體積基準的粒度分布?；鞈覄?、乳劑、脂質(zhì)體、粉末藥物可用?；鞈覄?、乳劑、脂質(zhì)體、粉末藥物可用。273沉降法沉降法(sedimentation method)原理：原理：液相中混懸的粒子在重力場中恒速沉降時，符合液相中混懸的粒子在重力場中恒速沉降時，符合Stokes方方程，求出粒徑。程，

15、求出粒徑。適用于適用于100m的粒徑的測定的粒徑的測定。Andreasen吸管法：吸管法：在一定高度內(nèi)粒子等速沉降，通過沉降速度可求出粒子徑。在一定高度內(nèi)粒子等速沉降，通過沉降速度可求出粒子徑。通過測定一定時間內(nèi)粒子濃度變化或沉降量求粒度分布。通過測定一定時間內(nèi)粒子濃度變化或沉降量求粒度分布。粒度分布為重量基準。粒度分布為重量基準。 有效徑的測定法還有離心法、比濁法、沉降天平法、光掃描有效徑的測定法還有離心法、比濁法、沉降天平法、光掃描快速粒度測定法等快速粒度測定法等284比表面積法比表面積法(specific surface area method)原理：粉體比表面積與粒徑關(guān)系原理：粉體比表

16、面積與粒徑關(guān)系 45m，重量基準。，重量基準。 篩分原理：利用篩孔將粉體機械阻擋的分級方法篩分原理：利用篩孔將粉體機械阻擋的分級方法(粗粗細細)。 篩號與篩孔尺寸：目篩號與篩孔尺寸：目在篩面的在篩面的25.4 mm(1英寸英寸)長度長度上開有的孔數(shù)。篩繩直徑不同，篩孔大小不同上開有的孔數(shù)。篩繩直徑不同，篩孔大小不同(m)。 各國的標準篩號及篩孔尺寸有所不同，中國藥典在各國的標準篩號及篩孔尺寸有所不同，中國藥典在R40/3系列規(guī)定了藥篩的九個篩號。系列規(guī)定了藥篩的九個篩號。(表表13-4、5)293031測定方法測定方法粒子徑粒子徑(m)測定方法測定方法粒子徑粒子徑(m)光學(xué)顯微鏡光學(xué)顯微鏡0.

17、5庫爾特計數(shù)法庫爾特計數(shù)法1600電子顯微鏡電子顯微鏡0.001氣體透過法氣體透過法1100篩分法篩分法40氮氣吸附法氮氣吸附法0.031沉降法沉降法0.5200表表 13-3 粒徑的測定方法與適用范圍粒徑的測定方法與適用范圍32二、粒子形態(tài)二、粒子形態(tài) 粒子的形狀：粒子的形狀：系指一個粒子的輪廓或表面上各點所構(gòu)系指一個粒子的輪廓或表面上各點所構(gòu)成的圖像。成的圖像。 形狀描述語：形狀描述語：球形球形(spherical)、立方形、立方形(cubical)、片、片狀狀(platy)、柱狀、柱狀(prismoidal)、鱗狀、鱗狀(flaky)、粒狀、粒狀(granular)、棒狀、棒狀(rodl

18、ike)、針狀、針狀(needle-like)、塊、塊狀狀(blocky)、纖維狀、纖維狀(fibrous)、海綿狀、海綿狀(sponge)等等 為了用數(shù)學(xué)方式定量地描述粒子的幾何形狀，習(xí)慣上為了用數(shù)學(xué)方式定量地描述粒子的幾何形狀，習(xí)慣上將粒子的各種無因次組合稱為將粒子的各種無因次組合稱為形狀指數(shù)形狀指數(shù)(shape index)，將立體幾何各變量的關(guān)系定義為將立體幾何各變量的關(guān)系定義為形狀系數(shù)形狀系數(shù)(shape factor)。 33（一）形狀指數(shù)（一）形狀指數(shù) 1球形度球形度(degree of sphericility)：亦稱：亦稱真球度，表示粒子接近球體的程度。真球度，表示粒子接近球

19、體的程度。 (13-7)Dv粒子的球相當(dāng)徑粒子的球相當(dāng)徑(Dv=(6V/)1/3)；S粒子的實際體表面積。粒子的實際體表面積。 (13-8)SDvs/2直徑粒子投影面最小外接圓粒子投影面相當(dāng)徑34 2圓形度圓形度(degree of circularity)：表示：表示粒子的投影面接近于圓的程度。粒子的投影面接近于圓的程度。 (13-9)DHHeywood 徑徑(DH=(4A/)1/2)L-粒子的投影周長。粒子的投影周長。LDHc/35（二）形狀系數(shù)（二）形狀系數(shù) 將平均粒徑為將平均粒徑為D，體積為，體積為Vp，表面積為，表面積為S的粒的粒子的各種形狀系數(shù)子的各種形狀系數(shù)(shape fact

20、or)表示如下。表示如下。 1體積形狀系數(shù)體積形狀系數(shù) 球體體積形狀系數(shù)？立方體？球體體積形狀系數(shù)？立方體？ 2表面積形狀系數(shù)表面積形狀系數(shù) 球體？立方體？球體？立方體？3/DVpv2/DSs363比表面積形狀系數(shù)比表面積形狀系數(shù) vs/球體？球體？立方體立方體?不對稱粒子的不對稱粒子的大于大于6，常見粒子，常見粒子6-8.某粒子的比表面積形狀系數(shù)接近某粒子的比表面積形狀系數(shù)接近6，該粒子越接近于球，該粒子越接近于球體或立方體。體或立方體。37三、粒子的比表面積三、粒子的比表面積（一）比表面積的表示方法（一）比表面積的表示方法粒子的粒子的比表面積比表面積(specific surface ar

21、ea)的表示的表示方法根據(jù)方法根據(jù)計算基準計算基準不同可分為體積比表面積不同可分為體積比表面積Sv和和重量比表面積重量比表面積Sw。1.體積比表面積：體積比表面積：單位體積粉體的表面積，單位體積粉體的表面積，Sv，cm2/cm3。 (13-13)dndndvsSv6632S-粉體粒子的總表面積粉體粒子的總表面積V-粒子的體積粒子的體積d-面積平均徑面積平均徑n-粒子個數(shù)粒子個數(shù)382.重量比表面積：重量比表面積：單位重量粉體的表面積，單位重量粉體的表面積，Sw，cm2/g。 (13-14)dndndwsSw6632S-粉體粒子的總表面積粉體粒子的總表面積W-粉體的總重量粉體的總重量-粉體的粒密

22、度粉體的粒密度d-面積平均徑面積平均徑n-粒子個數(shù)粒子個數(shù)39比表面積的意義比表面積的意義 比表面積是表征粉體中粒子粗細的一種量度，比表面積是表征粉體中粒子粗細的一種量度，也是表示固體吸附能力的重要參數(shù)。也是表示固體吸附能力的重要參數(shù)。 可用于計算無孔粒子和高度分散粉末的平均?？捎糜谟嬎銦o孔粒子和高度分散粉末的平均粒徑。比表面積不僅對粉體性質(zhì)，而且對制劑性徑。比表面積不僅對粉體性質(zhì)，而且對制劑性質(zhì)和藥理性質(zhì)都有重要意義。質(zhì)和藥理性質(zhì)都有重要意義。40（二）比表面積的測定方法（二）比表面積的測定方法 直接測定粉體比表面積的常用方法：直接測定粉體比表面積的常用方法：氣體吸附法和氣體吸附法和氣體透過

23、法。氣體透過法。 1. 氣體吸附法氣體吸附法(gas adsorption method)：具有較具有較大比表面積的粉體是氣體或液體的良好吸附劑。在大比表面積的粉體是氣體或液體的良好吸附劑。在一定溫度下一定溫度下1g粉體所吸附的氣體體積粉體所吸附的氣體體積(cm3)對氣體壓對氣體壓力繪圖可得吸附等溫線。力繪圖可得吸附等溫線。 (13-15) A一個氣體分子的斷面積一個氣體分子的斷面積 Vm形成單分子層的吸附量形成單分子層的吸附量 231002. 622400mwVAS410011)(ppCVCCVppVpmmVm通過通過BET公式計算公式計算 (13-16)V在在p壓力下壓力下1g粉體吸附氣體

24、的量粉體吸附氣體的量C第一層吸附熱和液化熱的差值的常數(shù)第一層吸附熱和液化熱的差值的常數(shù)P0實驗室溫度下吸附氣體飽和蒸汽壓實驗室溫度下吸附氣體飽和蒸汽壓在一定實驗溫度下測定一系列在一定實驗溫度下測定一系列p對對V的數(shù)值，以的數(shù)值，以p/V(p0-p)對對p/p0作圖，得直線。由斜率和截距求作圖，得直線。由斜率和截距求Vm。 42 2. 氣體透過法氣體透過法(gas permeability method)：是氣是氣體通過粉體層時，由于氣體透過粉體層的空隙而流體通過粉體層時，由于氣體透過粉體層的空隙而流動，所以氣體的流動速度與阻力受粉體層的表面積動，所以氣體的流動速度與阻力受粉體層的表面積大小大小

25、(或粒子大小或粒子大小)的影響。的影響。 (13-18) 粒子密度粒子密度 氣體黏度氣體黏度 粉體層空隙率粉體層空隙率 A A粉體層斷面積粉體層斷面積 p p粉體層壓力差（阻力）粉體層壓力差（阻力） Q Q：t t時間內(nèi)通過粉體層的氣體流量。時間內(nèi)通過粉體層的氣體流量。22)1 (14QLtPASw43氣體透過法氣體透過法只能測粒子外部比表面積只能測粒子外部比表面積，粒子內(nèi)部，粒子內(nèi)部空隙的比表面積不能測，因此空隙的比表面積不能測，因此不適合不適合用于用于多孔形粒多孔形粒子子的比表面積的測定。的比表面積的測定。44 比表面積的測定方法比表面積的測定方法還有溶液吸附、浸還有溶液吸附、浸潤熱、消光

26、、熱傳導(dǎo)、陽極氧化原理等潤熱、消光、熱傳導(dǎo)、陽極氧化原理等方法。方法。453 粉體的密度與空隙率粉體的密度與空隙率一、粉體的密度一、粉體的密度（一）粉體密度的概念（一）粉體密度的概念 粉體的密度：系指單位體積粉體的質(zhì)量。粉體的密度：系指單位體積粉體的質(zhì)量。 粉體的密度根據(jù)所指的體積不同分為：粉體的密度根據(jù)所指的體積不同分為： 真密度、顆粒密度、松密度真密度、顆粒密度、松密度461.真密度（真密度（true density）：）： t除去微粒本身的空隙及粒子間的空隙占有的容積后求得的除去微粒本身的空隙及粒子間的空隙占有的容積后求得的容積，并測定其質(zhì)量，計算得到的密度。容積，并測定其質(zhì)量，計算得到

27、的密度。2.顆粒密度（顆粒密度（granule density） g除去粒子間的空隙，但不排除粒子本身的細小空隙，測定除去粒子間的空隙，但不排除粒子本身的細小空隙，測定其容積而求得的密度。其容積而求得的密度。粒子表面無細孔和空洞則粒子表面無細孔和空洞則t= g 473.松密度（堆密度松密度（堆密度bulk density） b單位容積微粉的質(zhì)量。所用容積包括微粒本身的空隙以單位容積微粉的質(zhì)量。所用容積包括微粒本身的空隙以及微粒間的空隙在內(nèi)。及微粒間的空隙在內(nèi)。經(jīng)一定規(guī)律振動或輕敲后測得的密度為振實密度經(jīng)一定規(guī)律振動或輕敲后測得的密度為振實密度bt。幾種密度的大小順序：幾種密度的大小順序：tg

28、bt b48（二）粉體密度的測定方法（二）粉體密度的測定方法1真密度與顆粒密度的測定真密度與顆粒密度的測定 關(guān)鍵問題：如何準確測定真體積和顆粒體積。關(guān)鍵問題：如何準確測定真體積和顆粒體積。 (1) 液浸法液浸法(1iquid immersion method) 使用易潤濕粒子表面的液體，將粉體浸入液體中，使用易潤濕粒子表面的液體，將粉體浸入液體中，采用加熱或減壓脫氣法測定粉體所排開的液體體積采用加熱或減壓脫氣法測定粉體所排開的液體體積即為真體積。即為真體積。 注：如粉體為多孔性物質(zhì)，浸液難于滲入細孔深處注：如粉體為多孔性物質(zhì)，浸液難于滲入細孔深處時，測得真密度將產(chǎn)生偏差。時，測得真密度將產(chǎn)生偏

29、差。 49)()()(00SaLLlStmmmmmm(13-18)空比重瓶質(zhì)量空比重瓶質(zhì)量m0加入試樣后總重加入試樣后總重ms加滿浸液后總重加滿浸液后總重mal（瓶（瓶+試樣試樣+液體）液體）比重瓶加滿純液體比重瓶加滿純液體ml液體密度液體密度l50空比重瓶質(zhì)量空比重瓶質(zhì)量20 g加入試樣后總重加入試樣后總重25 g繼續(xù)加滿浸液后總重繼續(xù)加滿浸液后總重41 g比重瓶加滿純液體比重瓶加滿純液體40 g浸液密度浸液密度1.2 g/cm3求粉體真密度？求粉體真密度？)()()(00SaLLlStmmmmmm51(2) 壓力比較法壓力比較法除此之外，還有氣體透過法、重液分離法、密度梯度法以除此之外，還

30、有氣體透過法、重液分離法、密度梯度法以及沉降法等。及沉降法等。 522松密度與振實密度的測定松密度與振實密度的測定將粉體裝入容器中測得的體積：包括真體積、粒將粉體裝入容器中測得的體積：包括真體積、粒子間空隙、粒子內(nèi)空隙。子間空隙、粒子內(nèi)空隙。 影響因素：測量容器的形狀、大小、物料的裝影響因素：測量容器的形狀、大小、物料的裝填速度及方式填速度及方式 最松松密度最松松密度 振實密度振實密度,隨振蕩次數(shù)變化而變化。隨振蕩次數(shù)變化而變化。 最緊松密度最緊松密度最大振實密度最大振實密度53二、粉體的空隙率二、粉體的空隙率 空隙率空隙率(porosity)：粉體層中空隙所占有的比：粉體層中空隙所占有的比率

31、。率。 顆粒內(nèi)空隙率顆粒內(nèi)空隙率 顆粒間空隙率顆粒間空隙率 總空隙率總空隙率 測定方法有壓汞法、氣體吸附法等測定方法有壓汞法、氣體吸附法等 54tggtgtVVVVVV1內(nèi)內(nèi)內(nèi)顆粒充填體積顆粒充填體積V=真體積（真體積（Vt）+顆粒內(nèi)部空隙體積顆粒內(nèi)部空隙體積（V內(nèi)）內(nèi)）+顆粒間體積（顆粒間體積（V間）。間）。顆粒內(nèi)空隙率：顆粒內(nèi)空隙率：55gbgtVVVVVVV1間內(nèi)間間tbttVVVVVVVV1間內(nèi)間內(nèi)總顆粒間空隙率：顆粒間空隙率：總空隙率：總空隙率：564 粉體的流動性與充填性粉體的流動性與充填性一、粉體的流動性一、粉體的流動性 粉體的流動性粉體的流動性(flowability)與粒子的

32、形狀、大與粒子的形狀、大小、表面狀態(tài)、密度、空隙率等有關(guān)，加上顆小、表面狀態(tài)、密度、空隙率等有關(guān)，加上顆粒之間的內(nèi)摩擦力和粘附力等的復(fù)雜關(guān)系，粒之間的內(nèi)摩擦力和粘附力等的復(fù)雜關(guān)系，粉粉體的流動性無法用單一的物性值來表達體的流動性無法用單一的物性值來表達。 采用與處理過程相適應(yīng)的方法來測定評價粉體采用與處理過程相適應(yīng)的方法來測定評價粉體的流動性。的流動性。 57表表 13-8 流動形式與其相對應(yīng)的流動性評價方法流動形式與其相對應(yīng)的流動性評價方法Table 13-7 The form of flow and the corresponding flowability evaluation meth

33、od種類種類現(xiàn)象或操作現(xiàn)象或操作流動性的評價方法流動性的評價方法重力流動重力流動瓶或加料斗中的流出瓶或加料斗中的流出,旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)容器型混合器容器型混合器,充填充填流出速度流出速度,壁面摩擦角壁面摩擦角,休止角休止角,流出界限孔徑流出界限孔徑振動流動振動流動振動加料振動加料,振動篩充填振動篩充填,流出流出休止角休止角,流出速度流出速度,壓縮度壓縮度,表觀表觀密度密度壓縮流動壓縮流動壓縮成形壓縮成形(壓片壓片)壓縮度壓縮度,壁面摩擦角壁面摩擦角,內(nèi)部摩擦內(nèi)部摩擦角角流化態(tài)流動流化態(tài)流動流化床干燥流化床干燥,流化床造粒顆流化床造粒顆粒或片劑的空氣輸送?；蚱瑒┑目諝廨斔托葜菇切葜菇?最小流化速度最小流化

34、速度58（一）粉體流動性的評價與測定方法（一）粉體流動性的評價與測定方法1休止角休止角(angle of repose)：粒子在粉體堆積層的自由斜面上滑動時受到重力粒子在粉體堆積層的自由斜面上滑動時受到重力和粒子間摩擦力作用，平衡后處于靜止狀態(tài)。和粒子間摩擦力作用，平衡后處于靜止狀態(tài)。 堆積層自由斜面與水平面形成的最大角。堆積層自由斜面與水平面形成的最大角。59常用的測定方法有注入法、排出法、傾斜角法常用的測定方法有注入法、排出法、傾斜角法 值得注意的是，值得注意的是，測量方法不同所得數(shù)據(jù)有所不測量方法不同所得數(shù)據(jù)有所不同，重現(xiàn)性差，所以同，重現(xiàn)性差，所以不能把它看做粉體的一個不能把它看做粉體

35、的一個物理常數(shù)物理常數(shù)。60休止角休止角，流動性，流動性30流動性好流動性好 40可滿足生產(chǎn)對流動性要求可滿足生產(chǎn)對流動性要求黏性粉體或粒徑黏性粉體或粒徑100-200m的粉體粒子流動性差。的粉體粒子流動性差。612流出速度流出速度(flow velocity)：將物料加入漏斗中，將物料加入漏斗中，用全部物料流出所需的時間來描述。用全部物料流出所需的時間來描述。如流動性差無法流出時加入如流動性差無法流出時加入100m的玻璃球助流，測定自由流動所需玻的玻璃球助流，測定自由流動所需玻璃球的量，表示流動性。璃球的量，表示流動性。623壓縮度壓縮度(compressibility)：將一定量的粉將一定

36、量的粉體輕輕裝入量筒后測量最初松體積，采用體輕輕裝入量筒后測量最初松體積，采用輕敲法輕敲法(tapping method)使粉體處于最緊使粉體處于最緊狀態(tài)，測量最終的體積；計算最松密度狀態(tài)，測量最終的體積；計算最松密度0與與最緊密度最緊密度f根據(jù)公式根據(jù)公式13-23計算壓縮度計算壓縮度C。 (13-22)%1000ffC63壓縮度是粉末流動性的重要指標，可反映粉體的凝壓縮度是粉末流動性的重要指標，可反映粉體的凝聚性、松軟狀態(tài)。聚性、松軟狀態(tài)。壓縮度在壓縮度在20%以下時流動性較好，壓縮度以下時流動性較好，壓縮度 流動性流動性壓縮度壓縮度40-50%時粉體很難從容器中自動流出。時粉體很難從容器

37、中自動流出。64（二）粉體流動性的影響因素與改善方法（二）粉體流動性的影響因素與改善方法粘著力、摩擦力、范德華力、靜電力粘著力、摩擦力、范德華力、靜電力 1粒子大?。毫Ｗ哟笮。毫?、制粒粒徑、制粒 2粒子形態(tài)及表面粗糙度：粒子形態(tài)及表面粗糙度：球形、光滑球形、光滑 3含濕量：含濕量：干燥干燥 4助流劑的影響：助流劑的影響：加入助流劑加入助流劑65二、粉體的充填性二、粉體的充填性 （一）（一）粉體充填性的表示方法粉體充填性的表示方法 充填性是粉體集合體的基本性質(zhì)充填性是粉體集合體的基本性質(zhì)。(片劑、膠片劑、膠囊劑的裝填過程囊劑的裝填過程) （二）（二）顆粒的排列模型顆粒的排列模型 （三）（三）充

38、填狀態(tài)的變化與速度方程充填狀態(tài)的變化與速度方程66表表13-8 充填狀態(tài)的指標Table 13-8 The index for packing state description松比容松比容Specific volume粉體單位質(zhì)量粉體單位質(zhì)量(1g)所占體積所占體積v=V/W松密度松密度Bulk density粉體單位體積粉體單位體積(cm3)的質(zhì)量的質(zhì)量=W/V空隙率空隙率porosity粉體的堆體積中空隙所占體積粉體的堆體積中空隙所占體積比比=(V-Vt)/V空隙比空隙比Void ratio空隙體積與粉體真體積之比空隙體積與粉體真體積之比e=(V-Vt)/Vt 充填率充填率Packing

39、 fraction粉體的真體積與松體積之比粉體的真體積與松體積之比g=Vt/V=1-配位數(shù)配位數(shù)Coordination number一個粒子周圍相鄰的其它粒子一個粒子周圍相鄰的其它粒子個數(shù)個數(shù)注：注：W-粉體重量，V-粉體的總體積，Vt-粉體的真體積。67立方格子立方格子斜方格子斜方格子四面鍥格子四面鍥格子棱面格子棱面格子68 容器中輕輕加入粉體后給予振蕩或沖擊時粉體層的容器中輕輕加入粉體后給予振蕩或沖擊時粉體層的體積減少，這種粉體體積的減少程度也是粉體的特體積減少，這種粉體體積的減少程度也是粉體的特性之一，與流動性密切相關(guān)。性之一，與流動性密切相關(guān)。 川北方程：川北方程：a最終的體積減少度

40、，越小流動性越好。最終的體積減少度，越小流動性越好。C體積減少度，體積減少度，C=(V0-Vn)/V0。b充填速度常數(shù)，越大充填速度越大，充填越容易進行。充填速度常數(shù)，越大充填速度越大，充填越容易進行。 n/C對對n作圖作圖anabCn169久野方程：久野方程：0、 n、 f分別表示初次、分別表示初次、n次、最終粉體的密度次、最終粉體的密度ln（f- n ）對）對n作圖作圖K:充填速度常數(shù)，越大充填速度越大，充填越容易進行。充填速度常數(shù)，越大充填速度越大，充填越容易進行。)ln()ln(0fnfkn705 粉體的吸濕性與潤濕性粉體的吸濕性與潤濕性一、吸濕性一、吸濕性 吸濕性吸濕性(moistu

41、re absorption)是指固體表面是指固體表面吸附水分的現(xiàn)象。吸附水分的現(xiàn)象。 藥物的吸濕性與空氣狀態(tài)有關(guān)。藥物的吸濕性與空氣狀態(tài)有關(guān)。 平衡水分：平衡水分：當(dāng)物料表面產(chǎn)生的水蒸氣壓與空氣當(dāng)物料表面產(chǎn)生的水蒸氣壓與空氣中水蒸氣分壓相等時，吸濕與干燥達到動態(tài)平中水蒸氣分壓相等時，吸濕與干燥達到動態(tài)平衡，此時物料所含水分稱衡，此時物料所含水分稱。 平衡水分與物料的性質(zhì)及空氣狀態(tài)有關(guān)。平衡水分與物料的性質(zhì)及空氣狀態(tài)有關(guān)。 吸濕平衡曲線：吸濕平衡曲線：藥物在不同濕度下的平衡吸濕藥物在不同濕度下的平衡吸濕量對相對濕度作圖所得的曲線，稱量對相對濕度作圖所得的曲線，稱。 71物料長時間放置于一定空氣狀

42、態(tài)后物料中所含水分為平衡含水量。物料長時間放置于一定空氣狀態(tài)后物料中所含水分為平衡含水量。72吸濕特性：吸濕平衡曲線表示吸濕特性：吸濕平衡曲線表示吸濕量對相對濕度作圖吸濕量對相對濕度作圖73（一）水溶性藥物的吸濕性（一）水溶性藥物的吸濕性 臨界相對濕度臨界相對濕度(Critical Relative Humidity，CRH)：水溶性藥物水溶性藥物在相對濕度較低的環(huán)境下，在相對濕度較低的環(huán)境下，幾乎不吸濕，而當(dāng)相對濕度增大到一定值時，幾乎不吸濕，而當(dāng)相對濕度增大到一定值時，吸濕量急劇增加，一般把這個吸濕量開始急吸濕量急劇增加，一般把這個吸濕量開始急劇增加的相對濕度稱為劇增加的相對濕度稱為，CR

43、H是水溶性藥物是水溶性藥物的特征參數(shù)的特征參數(shù)。 CRH越小藥物越？越小藥物越？74藥物或輔料混合物吸濕特點？藥物或輔料混合物吸濕特點？Elder假說：假說：水溶性藥物混合物的水溶性藥物混合物的CRH約等于各成分約等于各成分CRH的乘積，而與各成分的量無關(guān)。的乘積，而與各成分的量無關(guān)。(使用條件：使用條件：各成各成分間不發(fā)生相互作用。分間不發(fā)生相互作用。)水溶性藥物混合物的水溶性藥物混合物的CRH比任何一種藥物比任何一種藥物CRH低，更低，更易吸潮。易吸潮。BAABCRHCRHCRH75測定測定CRH的意義：的意義： (1) CRH值可作為藥物吸濕性指標；值可作為藥物吸濕性指標； (2) 為生

44、產(chǎn)、貯藏的環(huán)境提供參考，環(huán)境相對為生產(chǎn)、貯藏的環(huán)境提供參考，環(huán)境相對濕度應(yīng)濕度應(yīng) 藥物藥物CRH； (3) 為選擇防濕性輔料提供參考。為選擇防濕性輔料提供參考。76（二）水不溶性藥物的吸濕性（二）水不溶性藥物的吸濕性 水不溶性藥物水不溶性藥物的吸濕性隨著相對濕度變化而緩的吸濕性隨著相對濕度變化而緩慢發(fā)生變化，慢發(fā)生變化，沒有臨界點沒有臨界點。 由于平衡水分吸附在固體表面，相當(dāng)于水分的由于平衡水分吸附在固體表面，相當(dāng)于水分的等溫吸附曲線。等溫吸附曲線。 水不溶性水不溶性藥物的藥物的混合物的吸濕性混合物的吸濕性具有具有加和性加和性。7778二、潤濕性二、潤濕性（一）潤濕性（一）潤濕性 潤濕性潤濕性

45、(wetting)：是固體界面由：是固體界面由固固 氣界面氣界面變?yōu)楣套優(yōu)楣?液界面液界面的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 粉體的潤濕性對片劑、顆粒劑等固體制劑的粉體的潤濕性對片劑、顆粒劑等固體制劑的崩解性崩解性、溶解性溶解性等具有重要意義。等具有重要意義。 接觸角接觸角(contact angle)：液滴在固液接觸邊：液滴在固液接觸邊緣 的 切 線 與 固 體 平 面 間 的 夾 角 稱緣 的 切 線 與 固 體 平 面 間 的 夾 角 稱 (0180) 。接觸角。接觸角(90)潤濕性潤濕性。7980（二）接觸角的測定方法（二）接觸角的測定方法 1. 將粉體壓縮成平面，直接測定。將粉體壓縮成平面，直接測定。

46、 2. 在圓筒管中精密充填粉體，下端用濾紙輕在圓筒管中精密充填粉體，下端用濾紙輕輕堵住后浸入水中測定水在管內(nèi)粉體層中上輕堵住后浸入水中測定水在管內(nèi)粉體層中上升的高度與時間，根據(jù)升的高度與時間，根據(jù)Washburn式計算。式計算。2cos2lrh h-t時間內(nèi)液體上升的高度時間內(nèi)液體上升的高度1-1-液體的表面張力液體的表面張力- -液體粘度液體粘度r-r-粉體層內(nèi)毛細管半徑粉體層內(nèi)毛細管半徑816 粘附性與凝聚性粘附性與凝聚性 在粉體的處理過程中經(jīng)常發(fā)生粘附器壁或形成在粉體的處理過程中經(jīng)常發(fā)生粘附器壁或形成凝聚的現(xiàn)象。凝聚的現(xiàn)象。 粘附性粘附性(adhesion)：系指系指不同分子間不同分子間

47、產(chǎn)生的引產(chǎn)生的引力，如粉體的粒子與器壁間的粘附。力，如粉體的粒子與器壁間的粘附。 凝聚性凝聚性(cohesion)：又稱粘著性，系指又稱粘著性，系指同分子同分子間間產(chǎn)生的引力，如粒子與粒子間發(fā)生粘附而形產(chǎn)生的引力，如粒子與粒子間發(fā)生粘附而形成聚集體成聚集體(random floc)。 82產(chǎn)生粘附性與凝聚性的主要原因：產(chǎn)生粘附性與凝聚性的主要原因： (1) 在在干燥狀態(tài)干燥狀態(tài)下主要由下主要由范德華力范德華力與與靜電力靜電力發(fā)發(fā)揮作用；揮作用； (2) 潤濕狀態(tài)潤濕狀態(tài)下主要由粒子表面存在的水分形下主要由粒子表面存在的水分形成成液體橋液體橋或由于水分的蒸發(fā)而產(chǎn)生的或由于水分的蒸發(fā)而產(chǎn)生的固體橋

48、固體橋發(fā)發(fā)揮作用。揮作用。83粒度越小的粉體越易發(fā)生粘附與凝聚，粒度越小的粉體越易發(fā)生粘附與凝聚，因而影響其流動性、充填性。因而影響其流動性、充填性。通過制粒增大粒徑或加入助流劑等手段通過制粒增大粒徑或加入助流劑等手段是防止粘附、凝聚的有效措施。是防止粘附、凝聚的有效措施。847 粉體的壓縮性質(zhì)粉體的壓縮性質(zhì)一、粉體的壓縮特性一、粉體的壓縮特性 壓縮性壓縮性(compressibility)：表示粉體在壓力下表示粉體在壓力下體積減少的能力。體積減少的能力。 成形性成形性(compactibility)：表示物料緊密結(jié)合表示物料緊密結(jié)合成一定形狀的能力。成一定形狀的能力。 85固體物料的壓縮成形

49、性是一個復(fù)雜問題，機固體物料的壓縮成形性是一個復(fù)雜問題，機制尚不完全清楚，目前比較認可的幾種說法制尚不完全清楚，目前比較認可的幾種說法可概括如下：可概括如下：壓縮后壓縮后粒子間的距離很近粒子間的距離很近，從而在粒子間產(chǎn)，從而在粒子間產(chǎn)生范德華力、靜電力等引力；生范德華力、靜電力等引力；粒子在受壓時產(chǎn)生的粒子在受壓時產(chǎn)生的塑性變形塑性變形使粒子間的接使粒子間的接觸面積增大；觸面積增大；粒子受壓粒子受壓破碎而產(chǎn)生的新生表面破碎而產(chǎn)生的新生表面具有較大的具有較大的表面自由能；表面自由能；86粒子在粒子在受壓變形時相互嵌合受壓變形時相互嵌合而產(chǎn)生的機械結(jié)而產(chǎn)生的機械結(jié)合力；合力；物料在壓縮過程中由于物

50、料在壓縮過程中由于摩擦力而產(chǎn)生熱摩擦力而產(chǎn)生熱，特，特別是別是顆粒間支撐點顆粒間支撐點處局部溫度較高，使熔點處局部溫度較高，使熔點較低的物料部分地熔融，解除壓力后重新固較低的物料部分地熔融，解除壓力后重新固化而在粒子間形成化而在粒子間形成“固體橋固體橋”；水溶性成分水溶性成分在在粒子的接觸點粒子的接觸點處析出結(jié)晶而形處析出結(jié)晶而形成成“固體橋固體橋”等。等。87 （一）（一）壓縮力與體積的變化壓縮力與體積的變化（二）壓縮循環(huán)圖（二）壓縮循環(huán)圖1壓縮過程中力的分析壓縮過程中力的分析 2壓縮循環(huán)圖壓縮循環(huán)圖 （三）壓縮功與彈性功（三）壓縮功與彈性功1壓縮力與沖位移壓縮力與沖位移(壓縮曲線壓縮曲線) 2壓縮功壓縮功(compressive work) 3彈性功彈性功(elastic work) 88重新排列重新排列彈性變形彈性變形塑性變形或塑性變形或顆粒破碎顆粒破碎固體晶格固體晶