医学粉体学基础医学.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,粉体学基础医学课件,2,教学内容,第一节,概述,第二节,粉体,粒子的性质,（粉体学的第一性质）,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,（粉体学的第二性质）,3,第一节 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者称“粒”,。,粉体属于,固体分散在空气中形成的粗分散体系,，,兼有气体的压缩性、液体的可流动性、固体的抗变形能力,。,粉体学是药剂学的基础理论，对,固体制剂,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。,4,第二节 粉体粒子的性质,一、粒子大小(粒子径)与粒度分布,粉体的粒子大小也称,粒度,，,是在空间范围所占据的尺寸,。含有,粒子大小,和,粒子分布,双重含义,，是粉体的基础性质,。,（一）粒子径的表示方法：,P,83-85,1、几何学粒子径,在光学显微镜或电子显微镜下观察,粒子几何形状所确定的粒子径。,(1)长径：粒子最长两点间距离。,(2)短径：粒子最短两点间距离。,5,(3)定向径：,全部粒子按同一方向测得的粒子径,。,圆相当径,：,(4),面积相当径,：与粒子,投影面积相等,的,圆,的直径。,(5),周长相当经,6,等体积相当径,：,与粒子体积相等球的直径,，,Dv,。,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,，,Ds,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,】,3,.筛分径,已通过（或未通过）筛,网孔,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,(二)粒度分布布 particle size distribution,定义：用特定的仪器和方法反映出的不同粒径颗粒占粉体总量的百分数。有区间分布和累计分布两种形式,。,区间分布,又称为,微分分布,or,频率分布,，它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。,累计分布,也叫,积分分布,，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。,9,(二)粒度分布,可参见P86 图6-6,频率最多的粒子径,中位径/中直径,12,个数平均径/算术平均径 d,ln,=,(nd)/,n,长度平均径d,sl,=,(nd,2,)/,(nd),面积平均径d,vs,=,(nd,3,)/,(nd,2,),平均面积径d,sn,=,(nd,2,)/,(n),1/2,平均体积径d,vn,=,(nd,3,)/,(n),1/3,中位径,=在累积分布图中累计值正好为50%所对应的粒子径,，以“,D,50,”表示,，是,最常用的平均径,。,（三）平均粒径（mean diameter）,P87,13,(四)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。,库尔特计数法(coulter counter):,测定,等体积球相当径,；可用于混悬剂、乳剂、脂质体、粉末药物等。,沉降法,：可分Andreasen吸管法、离心法、比浊法、沉降天平法、光扫描快速粒度测定法等,得到,有效径/Stokes径,比表面积法：,气体吸附法和透过法。不能得到粒度分布。,筛分法：,误差大,；,45,m,；而微孔筛可筛分,200,m，休止角小，流动性好,；,粒径100,-,200,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。,23,(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，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,。,24,3、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+,25,(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 fraction),、配位数,(coordination number),来表示,。,26,六、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RH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 relative humidity,CRH),。,28,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。,29,2,、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。,30,31,1、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、颗粒剂等到固体制剂的崩解性、溶解性等具有重要意义。,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,lg,cos,式中，Y,sg,、Y,sl,、Y,lg,分别固-气、固-液、气-液间的界面张力。,(,二,),润湿性,(wetting),32,=0，完全润湿;=180，完全不润湿;,=090，能被润湿;,=90180，不易被润湿。,33,2、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：,h,2,=rtY,l,cos/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。,34,七、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,(cohesion,，粘着性,),是指,同分子间,产生的引力，如粉体粒子之间发生粘附而形成聚集体,(random floc),。,产生粘附性和凝聚性的原因：,1,、在干燥状态下主要是由于范德华力与静电力发挥作用,2,、在润湿状态下主要由于粒子表面存在的水分形成液体桥或由于水分的蒸发而产生固体桥发挥作用。,35,八、粉体的压缩性,(一)粉体的压缩特性,可压缩性(compressibility)表示粉体在压力下体积减少的能力。,可成形性(compactibility)表示物料紧密结合成一定形状的能力。,可压片性,36,(1),压缩过程中力的分析,Fa-,上冲力,Fb-,下冲力,Fr-,径向传递力,Fd-,模壁摩擦力,1,、压缩力与体积的变化,2,、压缩循环,37,径向力与轴向力的关系式：,Fr=Fa/(1-),式中，为泊松比，是横向应变与纵向应变之比(=|,横,/,纵,|)，通常为0.4-0.5。,压力传递率(Fb/Fa)：当压缩达最高点时上、下冲力之比。,ln(Fb/Fa)=-4Kh/D,式中，为颗粒与模壁的摩擦系数，=Fd/Fr；K为径向力与上冲力之比，K=Fr/Fa；D为成形物直径；h,为成形物高度,。,摩擦力,Fd=Fa-Fb,压力的传递率越高，成形物内部的压力分布越均匀，最高为100%,。,38,(2),压缩循环图,一个循环压缩过程中径向力与轴向力的变化可用压缩循环图表示。,物料为完全弹性物质时压缩循环图变为直线，即压缩过程与解除压力过程都在一条直线上变化。,3,、压缩功与弹性功,(1),压缩功,(compressive work),压缩功,=,压缩力距离,(2),弹性功,(elastic work),39,THE END,