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1、第十三章粉体学基础备课讲稿 第十三章粉体学基础主讲教师梁桂贤山西医科大学药剂教研室药剂学pharmaceutics2本章学习要求掌握粉体学的概念、应用和粉体的性质。 了解粉体学有关参数的测定。 3教学内容第一节概述第二节粉体粒子的性质第三节粉体的密度与孔隙率第四节粉体的流动性与填充性第六节粘附性与凝聚性第七节粉体的压缩性质4第二节粉体学简介 一、概述粉体学(micromeritics)是研究具有各种形状的粒子集合体性质和应用的科学。 粉体中粒子大小范围一般在0.1100?m之间，有些粒子大小可达1000?m，小者可至0.001?m。 通常100?m的粒子叫“粒”。 粉体属于固体分散在空气中形成
2、的粗分散体系。 粉体学是药剂学的基础理论，对制剂的处方设计、制剂的制备、质量控制、包装等都有重要指导意义。 6 (3)定向径全部粒子按同一方向测得的粒子径。 (4)等价径与粒子投影面积相等的圆的直径。 (5)外接圆等价径粒子投影外接圆的直径。 7等体积相当径与粒子体积相等球的直径。 等比表面积相当径与粒子的比表面积相等球的直径。 等表面积相当径与粒子的表面积相等球的直径。 沉降速度相当径(有效径)又称stokes径，用沉降法求得的粒子径，是指与被测粒子有相同沉降速度的球形粒子的直径。 常用以测定混悬剂的粒子径。 2.球相当径用球体的粒径表示不规则颗粒大小?gHd)/(18S8个数平均径d ln
3、=?(nd)/?n长度平均径d sl=?(nd2)/?(nd)面积平均径d vs=?(nd3)/?(nd2)平均面积径d sn=?(nd2)/?(n)1/2平均体积径d vn=?(nd3)/?(n)1/33.平均粒径4.筛分粒径?以通过（或未通过）筛网粒子的平均尺寸作为所测粒子的粒径；?算术平均径D A=(a+b)/2?几何平均径1i iid aa?10 (二)粒子径的测定方法光学显微镜法n=300600，?=0.2100?m，可用于混悬剂、乳剂、混悬软膏剂、散剂等。 筛分法重量百分比；相邻筛的孔径平均值；误差大(载重量、时间、振动强度)；?45?m；而微孔筛可筛分?200?m，休止角小，流动
4、性好；粒径100200?m之间，粒子间的内聚力和摩擦力开始增加，休止角也增大，流动性减小。 粒径200?m，粒子易发生聚集，内聚力超过粒子重力，妨碍了粒子的重力行为。 在临界粒子径以上时，随粒子径增加，粉体流动性也增加。 20 (2)粒子形状和表面粗糙性粒子形状越不规则，表面越粗糙，休止角就越大，流动性也越小。 一般?30?通常为自由流动，?40?不再自由流动，可产生聚集。 (3)吸湿性粉体吸湿性大，休止角也大，在一定范围内休止角随吸湿量的增大而增大。 但吸湿量达到某一值后，休止角又逐渐减小，主要由于孔隙被水充满而起到润滑作用。 (4)加入润滑剂润滑剂可以改变粉体的休止角，减少粒子间的凝聚力，
5、改善粒子的表面状态，主要是减小表面的粗糙性，改善粒子的流动性。 213、改善流动性的方法 (1)适当增加粒子径附着性和凝聚性大的粉体，流动性差，主要由于分散度大，表面自由能很高，产生自发附着和凝聚。 (2)控制含湿量 (3)添加少量细粉粒径较大的粉体添加少量细粉，可增加其流动性。 一般加量为12%。 (4)添加助流剂22 (二)粉体的充填性粉体的填充性的表示方法粉体的填充性是粉体集合体的基本性质，在片剂、胶囊剂的填充过程中具有重要意义。 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
6、fraction)、配位数(coordination number)来表示。 23颗粒的排列模型颗粒的装填方式影响到粉体的体积与空隙率。 粒子的排列方式中最简单的模型是大小相等的球形粒子的充填方式。 Graton-Fraser模型。 充填状态的变化与速度方程容器中轻轻加入粉体后给予振荡或冲击时，粉体层的体积减少。 24充填速度可由久野方程和川北方程分析。 久野方程:n/C=1/ab+n/a川北方程:ln(f-n)=-kn+ln(f-0)式中， 0、n、f分别表示最初(0次)，n次，最终(体积不变)的密度；C为体积的减少度，C=(V0-V n)/V0；a为最终的体积减少度，a值越小流动性越好；k
7、、b为充填速度常数，其值越大充填速度越大，充填越容易。 助流剂对充填性的影响助流剂的粒径一般为40m左右，与粉体混合时在粒子表面附着，减弱粒子间的粘附从而增强流动性，增大充填密度。 用量为0.05%-0.1%(w/w)。 25 六、粉体的吸湿性与润湿性 (一)吸湿性(moisture absorption)吸湿性是指固体表面吸附水分的现象。 药物的吸湿特性可用吸湿平衡曲线表示。 1、水溶性药物的吸湿性水溶性药物在相对湿度较低的环境下，几乎不吸湿，而当相对湿度增大到一定值时，吸湿性急剧增加，一般把这个吸湿量开始急剧增加的相对湿度称为临界相对湿度(critical relativehumidity
8、,CRH)。 26水溶性物质的混合物吸湿性更强，根据Elder假说，水溶性药物混合物的CRH约等于各成分CRH的乘积，而与各成分的量无关。 、测定CRH的意义 (1)CRH值可作为药物吸湿性指标，一般CRH愈大，愈不易吸湿； (2)为生产、贮藏的环境提供参考； (3)为选择防湿性辅料提供参考，一般应选择CRH值大的物料作辅料。 272、水不溶性药物的吸湿性水不溶性药物的吸湿性随着相对湿度的变化而缓慢发生变化，没有临界点。 水不溶性药物的混合物的吸湿性具有加和性。 2829 (二)润湿性(wetting) 1、润湿性润湿性是指固体界面由固-气界面变为固-液界面现象。 粉体的润湿性对片剂、颗粒剂等
9、到固体制剂的崩解性、溶解性等具有重要意义。 固体的润湿性用接触角表示。 液滴在固体表面上所受的力达平衡时符合Yongs公式Y sg=Y sl+Y lgcos式中，Y sg、Y sl、Y lg分别固-气、固-液、气-液间的界面张力。 30=0?，完全润湿；=180?，完全不润湿；=0-90?，能被润湿；=90-180?，不被润湿。 312、接触角的测定方法 (1)将粉体压缩成平面，水平放置后滴上液滴直接由量角器测定。 (2)在圆筒管里精密充填粉体，下端用滤纸轻轻堵住后接触水面，测定水在管内粉体层中上升的高度与时间。 根据Washburn公式计算接触角h2=rtY lcos/2式中，h为t时间内液体上升的高度；Y l、分别为液体的表面张力与粘度；r为粉体层内毛细管半径。 由于毛细管半径不好测定，常用于比较相对润湿性。 32 七、粉体的粘附性与凝聚性粘附性(adhesion)是指不同分子间产生的引力，如粉体粒子与器壁间的粘附。 凝聚性(cohesi
