1、1 教學內(nèi)容第一節(jié) 概述 第二節(jié) 粉體粒子的性質(zhì) （粉體學的第一性質(zhì)）第三節(jié) 粉體的密度與孔隙率第四節(jié) 粉體的流動性與填充性 第六節(jié) 粘附性與凝聚性第七節(jié) 粉體的壓縮性質(zhì)（粉體學的第二性質(zhì)）粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/202211 教學內(nèi)容第一節(jié) 概述 （粉體學的第二性質(zhì)）粉體學基礎(chǔ)醫(yī)2 第一節(jié) 概 述粉體學(micromeritics)是研究具有各種形狀的粒子集合體性質(zhì)和應用的科學。粉體中粒子大小范圍一般在0.1100m之間，有些粒子大小可達1000m，小者可至0.001m。通常 100 m者稱“?！?。粉體屬于固體分散在空氣中形成的粗分散體系，兼有氣體的壓縮性、液體的可流動性、固體的抗變形能力

2、。粉體學是藥劑學的基礎(chǔ)理論，對固體制劑的處方設(shè)計、制劑的制備、質(zhì)量控制、包裝等都有重要指導意義。粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/202222 第一節(jié) 概 述粉體學(micromeritics3 第二節(jié) 粉體粒子的性質(zhì)一、粒子大小(粒子徑) 與粒度分布粉體的粒子大小也稱粒度，是在空間范圍所占據(jù)的尺寸。含有粒子大小和粒子分布雙重含義，是粉體的基礎(chǔ)性質(zhì)。 （一）粒子徑的表示方法：P83 -85 1、幾何學粒子徑 在光學顯微鏡或電子顯微鏡下觀察粒子幾何形狀所確定的粒子徑。 (1)長徑：粒子最長兩點間距離。 (2)短徑：粒子最短兩點間距離。 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/202233 第二節(jié) 粉體粒子的性質(zhì)一、粒子大

3、小(粒子徑) 與粒4 (3)定向徑：全部粒子按同一方向測得的粒子徑。 圓相當徑：(4)面積相當徑：與粒子投影面積相等的圓的直徑。 (5)周長相當經(jīng)粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/202244 (3)定向徑：全部粒子按同一方向測得的粒子徑。 粉體學基5 等體積相當徑：與粒子體積相等球的直徑，Dv。等比表面積相當徑：與粒子的比表面積相等球的直徑。等表面積相當徑：與粒子的表面積相等球的直徑，Ds沉降速度相當徑(有效徑) 又稱stokes徑，用沉降法求得的粒子徑，是指與被測粒子有相同沉降速度的球形粒子的直徑。 常用以測定混懸劑的粒子徑。2.球相當徑 【 用球體的粒徑表示不規(guī)則顆粒大小】粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/

4、202255 等體積相當徑：與粒子體積相等球的直徑，Dv。2.球相當徑3.篩分徑已通過（或未通過）篩網(wǎng)孔的平均尺寸作為所測粒子的粒徑：算術(shù)平均徑 DA=(a+b)/2幾何平均徑 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/202263.篩分徑已通過（或未通過）篩網(wǎng)孔的平均尺寸作為所測粒子的粒(二)粒度分布布 particle size distribution 定義：用特定的儀器和方法反映出的不同粒徑顆粒占粉體總量的百分數(shù)。有區(qū)間分布和累計分布兩種形式。區(qū)間分布又稱為微分分布or頻率分布，它表示一系列粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量。累計分布也叫積分分布，它表示小于或大于某粒徑顆粒的百分含量。粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20

5、227(二)粒度分布布 particle size distri8 (二)粒度分布粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/202288 (二)粒度分布粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/3/20228可參見P86 圖6-6粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20229可參見P86 圖6-6粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/3/20229頻率最多的粒子徑中位徑/中直徑粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/202210頻率最多的粒子徑中位徑/中直徑粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/3/20211 個數(shù)平均徑/算術(shù)平均徑 dln=(nd)/n 長度平均徑dsl=(nd2)/(nd) 面積平均徑dvs=(nd3)/(nd2) 平均面積徑dsn=(nd2)/(n)1/2 平均體積徑dvn

6、=(nd3)/(n)1/3 中位徑=在累積分布圖中累計值正好為50%所對應的粒子徑，以“D50”表示 ，是最常用的平均徑。 （三）平均粒徑（mean diameter） P87 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20221111 個數(shù)平均徑/算術(shù)平均徑 dln=(nd)/n （三12 (四)粒子徑的測定方法光學顯微鏡法：n=300600，=0.2100m，可用于混懸劑、乳劑、混懸軟膏劑、散劑等。 庫爾特計數(shù)法(coulter counter): 測定 等體積球相當徑；可用于混懸劑、乳劑、脂質(zhì)體、粉末藥物等。 沉降法：可分Andreasen吸管法、離心法、比濁法、沉降天平法、光掃描快速粒度測定法等,得到有

7、效徑/Stokes徑比表面積法：氣體吸附法和透過法。不能得到粒度分布。篩分法：誤差大；45m；而微孔篩可篩分200m，休止角小，流動性好； 粒徑100-200m之間，粒子間的內(nèi)聚力和摩擦力開始增加，休止角也增大，流動性減小。 粒徑200m，粒子易發(fā)生聚集，內(nèi)聚力超過粒子重力，妨礙了粒子的重力行為。 在臨界粒子徑以上時，隨粒子徑增加，粉體流動性也增加。粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20222121 2、影響粉體流動性的因素粒子大小、形狀、空隙率、密度、22 (2) 粒子形狀和表面粗糙性：粒子形狀越不規(guī)則，表面越粗糙，休止角就越大，流動性也越小。 一般30通常為自由流動， 40不再自由流動，可產(chǎn)生聚集。

8、 (3) 吸濕性：粉體吸濕性大，休止角也大，在一定范圍內(nèi)休止角隨吸濕量的增大而增大。但吸濕量達到某一值后， 休止角又逐漸減小，主要由于孔隙被水充滿而起到潤滑作用。 (4) 加入潤滑劑：潤滑劑可以改變粉體的休止角，減少粒子間的凝聚力，改善粒子的表面狀態(tài)，主要是減小表面的粗糙性， 改善粒子的流動性。 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20222222 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/3/20222223 3、改善流動性的方法 (1) 適當增加粒子徑 + 附著性和凝聚性大的粉體，流動性差，主要由于分散度大，表面自由能很高，產(chǎn)生自發(fā)附著和凝聚。 (2) 控制含濕量- (3) 添加少量細粉 + 粒徑較大的粉體添加少量細粉，可

9、增加其流動性。一般加量為12%。 (4) 添加助流劑+ 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20222323 3、改善流動性的方法 (1) 適當增加粒子徑 +粉體學24 (二) 粉體的充填性粉體的填充性的表示方法 粉體的填充性是粉體集合體的基本性質(zhì)，在片劑、 膠囊劑的填充過程中具有重要意義。 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 fraction) 、配位數(shù)(coordination number)來表示。粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20222424 (二) 粉體的充填性粉體的填充性的

10、表示方法 粉體學基25 六、粉體的吸濕性與潤濕性(一) 吸濕性(moisture absorption) 吸濕性是指固體表面吸附水分的現(xiàn)象。 藥物的吸濕特性可用吸濕平衡曲線表示。 1、水溶性藥物的吸濕性 水溶性藥物在相對濕度較低的環(huán)境下，幾乎不吸濕，而當相對濕度RH增大到一定值時，吸濕性急劇增加，一般把這個吸濕量開始急劇增加的相對濕度稱為臨界相對濕度(critical relative humidity, CRH)。粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20222525 六、粉體的吸濕性與潤濕性(一) 吸濕性(moistu粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/202226粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/3/20222627 水溶性物

11、質(zhì)的混合物吸濕性更強：根據(jù)Elder假說水溶性藥物混合物的CRH約等于各成分CRH的乘積，而與各成分的量無關(guān)。測定CRH的意義 (1)CRH值可作為藥物吸濕性指標： 一般CRH愈大，愈不易吸濕； (2)為生產(chǎn)、 貯藏的環(huán)境提供參考； (3)為選擇防濕性輔料提供參考，一般應選擇CRH值大的物料作輔料。粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20222727 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/3/20222728 2、水不溶性藥物的吸濕性 水不溶性藥物的吸濕性隨著相對濕度的變化而緩慢發(fā)生變化，沒有臨界點。 水不溶性藥物的混合物的吸濕性具有：加和性。粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20222828 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/3/2022282

12、9 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20222929 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/3/20222930 1、潤濕性 潤濕性是指固體界面由固-氣界面變?yōu)楣?液界面現(xiàn)象。粉體的潤濕性對片劑、顆粒劑等到固體制劑的崩解性、溶解性等具有重要意義。 潤濕性用接觸角表示。 液滴在固體表面上所受的力達平衡時符合Yongs公式：Ysg=Ysl+Ylgcos 式中， Ysg、Ysl、Ylg分別固-氣、固-液、氣-液間的界面張力。(二) 潤濕性(wetting) 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20223030 1、潤濕性 (二) 潤濕性(wetting) 粉體學31 =0，完全潤濕;=180，完全不潤濕;=090，能被潤濕;=90180

13、，不易被潤濕。粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20223131 =0，完全潤濕;=180，完全不潤濕;=32 2、接觸角的測定方法 (1)將粉體壓縮成平面，水平放置后滴上液滴直接由量角器測定。 (2)在圓筒管里精密充填粉體，下端用濾紙輕輕堵住后接觸水面，測定水在管內(nèi)粉體層中上升的高度與時間。根據(jù)Washburn公式計算接觸角： h2= rtYlcos /2 式中，h為t時間內(nèi)液體上升的高度；Yl、分別為液體的表面張力與粘度；r為粉體層內(nèi)毛細管半徑。 由于毛細管半徑不好測定，常用于比較相對潤濕性。 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20223232 2、接觸角的測定方法 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/3/202233 七、

14、粉體的粘附性與凝聚性粘附性(adhesion)是指不同分子間產(chǎn)生的引力，如粉體粒子與器壁間的粘附。 凝聚性(cohesion，粘著性)是指同分子間產(chǎn)生的引力，如粉體粒子之間發(fā)生粘附而形成聚集體(random floc)。 產(chǎn)生粘附性和凝聚性的原因： 1、在干燥狀態(tài)下主要是由于范德華力與靜電力發(fā)揮作用 2、在潤濕狀態(tài)下主要由于粒子表面存在的水分形成液體橋或由于水分的蒸發(fā)而產(chǎn)生固體橋發(fā)揮作用。粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20223333 七、粉體的粘附性與凝聚性粘附性(adhesion)是指34 八、粉體的壓縮性(一)粉體的壓縮特性 可壓縮性(compressibility) 表示粉體在壓力下體積減少

15、的能力。 可成形性(compactibility) 表示物料緊密結(jié)合成一定形狀的能力?？蓧浩苑垠w學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20223434 八、粉體的壓縮性(一)粉體的壓縮特性 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學135 (1)壓縮過程中力的分析Fa-上沖力Fb-下沖力Fr-徑向傳遞力Fd-模壁摩擦力1、 壓縮力與體積的變化 2、壓縮循環(huán)粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20223535 Fa-上沖力Fb-下沖力Fr-徑向傳遞力Fd36 徑向力與軸向力的關(guān)系式： Fr=Fa/(1-) 式中， 為泊松比，是橫向應變與縱向應變之比(=|橫/ 縱|)，通常為0.4-0.5。 壓力傳遞率(Fb/Fa)：當壓縮達最高點時上、下沖力之比。 ln(Fb/Fa)=-4Kh/D 式中， 為顆粒與模壁的摩擦系數(shù)， =Fd/Fr；K為徑向力與上沖力之比，K=Fr/Fa；D為成形物直徑；h為成形物高度。 摩擦力Fd=Fa-Fb 壓力的傳遞率越高，成形物內(nèi)部的壓力分布越均勻，最高為100%。 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/8/20223636 徑向力與軸向力的關(guān)系式： 粉體學基礎(chǔ)醫(yī)學10/3