6粉体学基础解析.pptx

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,2019/12/4,#,药剂学,中山大学新华学院,第六章,粉体学基础,学习要求,掌握,粉体学在药剂学中的意义,掌握,粒径的表征,了解粒径测定方法的,熟悉,比表面积、密度与空隙率定义及对于固体制剂质量的影响,掌握,粉体流动性的评价测定及影响因素与改善方法,熟悉,粉体吸湿性与润湿性定义及药剂学意义,了解,粉体填充性、黏附性、凝聚性与压缩性,主要内容,第一节概述,第二节粉体粒子的基本性质,第三节 粉体的性质,粉体的密度与空隙率,粉体的流动性与充填性,粉体的吸湿性与润湿性,第四节 黏附性与黏着性,第五节 粉体的压缩性质,什么是,粉体,？粉体的组成单元？,-,无数个固体,粒子,集合体的总称,;,-,一级粒子（,primary particles,）,:,二级粒子（,second particles,）；,-,100,m“,粒”,，,100,m“,粉”,；,第一节概述,颗粒名称,粒径,块状颗粒,broken particles,3mm,粒状颗粒,granular particles,3mm,100,m,粉末,powder,1000.1,m,粗粉,granular powder,100-10,m,细粉,fine powder,10-1,m,超细粉,ultra fine powder,1-0.1,m,纳米粒,nanoparticle,0.1,m,粉体微粒大小的分类,粉体学研究的内容？,粉体的基本性质及其应用的科学。,如：,CRH,（吸湿性）、流动性,研究粉体学的意义？,提供,理论依据、试验方法。,第一节 概述,“第四物态”,以片剂的压片过程为例说明粉体的性质：,颗粒流入冲模,流动性,（,液体的性质,）,由颗粒压制成片,压缩性,（,气体的性质,）,压成片后片子的弹性变形（,塑性变形,）,抗变形能力,（,固体的性质,）,第二节粉体基本的性质,一、粒子径与粒度分布,二、粒子形态,三、粒子的比表面积,一、粒子径与粒度分布,粒子径表示方法,表示粒子大小的方法,粒度分布,（,particle size distribution,）,表示不同粒径的粒子群在粉体中所分布的情况，反映粒子大小的均匀程度。,平均粒子径,粒子径的测定方法,粒子径表示方法及其测定方法,1,、,几何学粒子径,（,geometric diameter,）,2,、,沉降速度相当径,（,settling velocity diameter,）,3,、,筛分径,（,sieving diameter,）,粒子径表示方法及其测定方法,1,、几何学粒子径,三轴径,定方向径,圆相当径,球相当径：体积相当径、表面积相当径、比表面积相当径,1,、几何学粒子径,(1),三轴径,反映粒子的实际尺寸,光学（,0.5,m,）,电子（,0.01,m,）,(2),定方向径,(3),圆表积相当径,Heywood,径,Feret,径,：,定方向接线径,Martin,径：,定方向等分径,Krummbein,径,：,定方向最大径,Heywood,径,D,H,投影面积圆相当径,（,3,）球相当径,体积球相当径,表面积球相当径,等比表面积相当径,（,1,）等体积相当径,与粒子体积相同的球体直径；,库尔特计数法：,1,600,m,；,测定原理：,粒子通过细孔时，粒子体积排除孔内电解质而电阻发生改变；,利用电阻与粒子体积成正比的关系将电信号换算成直径。,（,2,）等比表面积,/,表面积相当径,比表面积等价径,100,m,与预测粒子具有等比表面积球的直径；,吸附法,或透过法求得（,Page93,）,;,为平均粒径，不能求粒径分布。,2,、沉降速度相当径（,Stokes,径）,与粒子具有相同沉降速度（恒速）球形粒子的直径；,沉降法,100,m,。,3,、,筛分径,（,sieving diameter,）,粒径表示方法,：,(-a+b),粗细筛孔直径的算术或几何平均值；,粒度分布,(a+b),(ab),利用筛孔将粉体机械阻挡而进行分级,筛号用,“目”,表示，即,每英寸,(25.4mm),长度上开有的孔数,。,筛分法：,45,m,粒子径的测定原理及方法不同，,Page88,表,6-4,列出了粒径的,不同测定方法,与粒径的测定范围。,粒度测定方法,1.,显微镜法,（,microscopic method,）,主要测定几何粒径,主要测定以个数、面积为基准的粒度分布,。,显微镜,Stocks,径,0.5,m-,100,m,的粒径的测定，,常用,Andreasen,吸管法。,测得的粒径分布是以重量为基准的。,Stocks,径的测定方法还有离心法、比浊法、沉淀天平法、光扫描快速粒度测定法等。,常用于不溶性物料的,粒度测定。,3.,沉降法,（,sedimentation method,）,离心沉降,重力沉降,测得的是等体积球相当径,(,1,m-600,m),，粒径分布以个数或体积为基准。,混悬剂、乳剂、脂质体、粉末药物,等可以用本法测定。,2.,库尔特计数法,（,coulter counter method,）,库尔特计数器,是,应用最广的测量方法,。常用的测定范围在,45,m,以上,。,5.,筛分法,（,sieving method,）,丝网筛,电沉积筛,气体吸附法、气体透过法,气体透过法只能测粒子外部比表面积，粒子内部空隙的比表面积不能测，因此不适合用于多孔形粒子的比表面积的测定。,6、比表面积的测定方法,透过法,现代新技术,综合性图像分析系统,：,德国,ZBAS2000,图像分析仪,静态光散射法：,根据夫朗和费衍射理论设计的,激光粒度仪,的测量范围为,31000m,。,如,LSP,激光粒度仪,(,中国天津大学,),、,SERIES2600,型激光粒度仪,(,英国,),、,SKL7000,激光粒度分析仪,(,日本,),、,LS100,型和,LS200,型全自动激光粒度分析仪,(,美国,),等。,动态光散射法：适于测定亚微米级颗粒,测量范围为,0.0015m,如,SERIES4700,激光动态光散射粒度分析仪,(,英国,),。,颗粒群的粒度分布,列表法,：,将测定和分析的结果精确地罗列出来,图解法：,结果绘成颗粒群的粒度组成特性的曲线,频率分布曲线和累计分布曲线,函数法：,数学法规纳出分布规律的数学表达式,粒度分布,注意选择,基准,频率分布,(,frequency size distribution,),表示与各个粒径相对应的粒子占全粒子群中的百分数（微分型）,累积分布,（,cumulative size distribution,）,表示小于,(,pass,),或大于,(on),某粒径的粒子占全粒子群中的百分数（积分型）,Page 86,中位径,是指由不同粒径组成的粒子群的平均粒径。,中位径,是最常用的平均径，也叫,中值径,，,在累积分布中累积值正好为,50%,所对应的粒子径，常用,D,50,表示。,中位径-,平均粒子径,（一）形状指数,球形度 圆形度,（二）形状系数,二、粒子的形态,（一）比表面积的表示方法,1.,体积比表面积,Sv cm,2,/cm,3,2.,重量比表面积,Sw cm,2,/g,（二）意义,1.,粒子大小的量度,2.,影响粒子吸附、药理,三,.,粒子的比表面积,第三节 粉体的性质,粉体的密度与空隙率,粉体的流动性与充填性,粉体的吸湿性与润湿性,一粉体的密度与空隙率,（一）粉体的密度,真密度,（,true density,）,粒密度,（,granule density,）,松密度,（,bulk density,）,粉体密度的测定方法,测定体积,（二）粉体的空隙率,(,porosity,),（一）粉体的密度,1,、粉体的密度,真密度,（,true density,，,t,）,颗粒密度,（,granule density,，,g,）,松,/,堆密度,（,bulk density,，,b,）,振实密度（,tap density,，,bt,）,t,g,bt,b,（一）粉体的密度,2,、粉体密度的测定,真密度与颗粒密度,液浸法,（,liquid immersion method,）,比重瓶,压力比较法,松密度与振实密度,-,量筒法,m,0,空瓶重，,m,s,瓶,+,样,m,aL,=,瓶,+,样,+,液,m,L,瓶,+,满液,粉体密度影响固体制剂的充填性：如颗粒剂的自动化包装、胶囊的装填等生产过程及质量控制应用,。P99,（二）粉体的空隙率,(,porosity,),空隙率,：指粉体层中空隙所占有的比率。,空隙率影响粉体充填性：如胶囊的装填、片剂崩解（在崩解前的吸,水受空隙率大小的影响，一般要求空隙率5%-35%。）,二、粉体的流动性与充填性,（一）粉体的流动性,流动性的评价与测定方法,粉体流动性的影响因素与改善方法,（二）粉体的充填性,充填性表示法,颗粒的排列模型,充填状态的变化,助流剂对充填性的影响,（一）粉体流动性的评价与测定方法,1.,休止角（,angle of repose,)2.,流出速度法（,flow velocity,)3.,压缩度,r,h,休止角：,是指松堆积时料堆的圆锥斜面与水平角所夹的角。,反映了颗粒摩擦力或颗粒群流动性的大小程度。,对于同一种物料，粒径越小则休止角越大；一般颗粒越接近球形，休止角越小。,休止角测定仪,休止角是检验粉体流动性好坏的最简便的方法。,止角越小，流动性越好,一般认为,30,时流动性好，,40,时可以满足生产过程中流动性的需求。,二）粉体流动性的影响因素与改善方法,（二）影响粉体流动性的因素及改善方法,粒子大小,摩擦力、附着性和聚集性片剂湿法制粒工艺；,含水量,黏结力,，干燥；,过于干燥则引起粉尘飞扬；,粒子形态及表面粗糙度,改变粒子形态，摩擦力；,加入助流剂的影响,：,少量,，滑石粉,/,微粉硅胶,密度,：,0.4g/cm,2,粒径,/,m,休止角,0 200 400 600 800,70 60 50 40 30,含水量对粉末黏结力的影响,1,海藻酸钠,2,西黄蓍胶,3,小麦淀粉,4,玉米淀粉,5,马铃薯淀粉,三、粉体的吸湿性与润湿性,（一）吸湿性（,moisture absorption,）,指固体表面吸附水分的现象。,P,w,P,PP,w,吸潮,P,w,P,PP,w,风干,平衡水分、物料吸湿特性曲线,水溶性药物吸湿平衡曲线,水溶性药物吸湿平衡曲线,临界相对湿度,CRH,CRH,AB,CRH,A,CRH,B,，与各成分的量无关；,意义：,作为药物吸湿性指标；,为生产、贮藏环境提供参考；,为选择防湿性辅料提供参考。,水不溶性药物吸湿平衡曲线,混合物的吸湿性具有加和性,（二）润湿性,润湿,(wetting),是固体界面由固,-,气界面变为,固,-,液界面,的现象，即液体在固体表面上的,粘附现象。,（二）润湿性,完全不润湿,不能润湿,能润湿,完全润湿,接触角,预测固体润湿情况！,接触角,粉体润湿性影响固体制剂质量：如崩解、溶出等。,加入表面活性剂，可降低表面张力，改善疏水性药物的润湿性,。,第四节黏附性与黏着性,黏附性（,adhesion,）,不同分子间产生的引力；,黏着性（,cohesion,）,同分子间产生的引力；,影响粉体的充填性、流动性。,原因：,在,干燥状态,下主要是,范德华力,与,静电力,的作用；,在,润湿状态,下主要由粒子表面存在的水分形成,液体桥,或由于水分的减少而产生的,固体桥,发挥作用。,措施：,增大粒径,湿法制粒。,加入助流剂。,控制水分。,第五节粉体的压缩性质,压缩性,(,compressibility,),：粉体在压力下体积减少的能力。,成形性,(,compactibility,),：物料紧密结合成一定形状的能力。,一、粉体的压缩特性,粉体的压缩成形机理,压缩后粒子间距离很近，从而产生,范德华力、静电引力,等相互吸引而成形；,压缩后粒子产生,塑性变形,使粒子间的接触面积增大，粒子间力增大；,一、粉体的压缩特性,粒子受压变形相互嵌合产生机械结合力；,固体桥,压缩产热熔融重新固化；,水溶性成分析出结晶,颗粒大小的表示方法和测定方法有哪些？,用于表示粉体的密度有几种，各种密度间有何关系？,一般采用哪些参数来表示粉体的流动性？,水溶性药物吸湿的特点及,CRH,？,思 考 题,Thank You!,