第七章流变学基础

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5％混悬型水溶液的流变学流动曲线
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图中A、B两点为静止 状态和振摇状态下混悬微 粒所受到的切变应力。 牛顿流体1：A、B两点虽 切变应力不同，但流体对 应的η相同，因此用提高η 的方法阻止粒子下沉将导 致倾倒困难；
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假塑性流体2：ηA ＞ηB，
故静止状态微粒所受S
小，体系η大，粒子沉
流动方程式(rheological equation)：表示流动曲
线形状的数学关系式。
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图7-1 各种流体剪切速率（D）和剪切应力的关系 (a)-牛顿流体； (b)-塑性流体； (c)-假塑性流体；(d)-胀性流体； (e)-假黏性流体.
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第七章:流变学基础
流动方程式(rheological equation)：表示流动曲 线形状的数学关系式。
一、在混悬剂中的应用：例如：①具有触变性的助悬剂对混
悬剂的稳定性十分有利·②· 使用混合助悬剂时应选择具
有塑性和假塑性流动的高分子化合物混合使用为佳。
二、在乳剂中的应用：· 三、在半固体制剂中的应用：·
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第四节 流变学在药剂学中的应用

混悬剂 乳剂
软膏剂
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一、流变学在混悬剂中的应用
（四）假黏性流体（pseudo-viscous fluid）
1)曲线通过原点； 2)随D增大，ηa减小。有剪切稀化现象，所以 剪切应力大流动性好； 3)其流动公式为D=S/ηa（ηa=kDn-1） 0＜n＜
1;
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三、触变性
※1)触变性（thixotropy）：是指在一定温度下，非 牛顿流体在恒定剪切力的作用下，黏性减小， 流动性增大，当外界剪切力停止或减小时，体
特点：1.它的切变速度与剪切应力之间是通过原点的直线关系； 2.斜率为1/η，所以温度一定时，其黏度η是一个常数， 与D 无关，即黏度只是温度的函数(反比)。
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二、非牛顿流动
（一）塑性流体 (plastic fluid)
1)曲线不经过原点，有屈服值(S0)； 2)当剪切应力大于屈服值时，液体开始流动，而发 生塑性变形，引起液体流动的最低剪切应力为屈 服值S0 ，此时η为定值； 3)其流动公式为D=(S－S0)/ ηa·
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第七章:流变学基础
变形与流动
1.变形：弹性变形：可逆变形 塑性变形：非可逆变形 2.流动：液体和气体的性质之一
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剪切速度与剪切应力
粘性(viscosity)是液体内部所在的 阻碍液体流动的摩擦力，称内摩 擦。 D为剪切速度(rate of shear), 各液 层的速度不同而产生的速度梯度 D=dv/dy 剪切应力（S）：使液层产生相对 运动需施加外力，在单位面积上 所需施加的这种力称剪切应力。 牛顿流体：S与D呈正比。 S= ηD（η为黏度）
本章主要内容：

一、流变学的基本概念 二、流体的基本性质（流体类型、流变曲线及 其特点）※ 三、流变性测定法 四、流变学在药剂学中的应用
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第七章
流变学（rheology）基础
第一节 概述
流变性
物体在外力作用下所表现出的 变形与流动称为流变性
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剂型设计和制备工艺过程中流变学的主要应用领域
S=kDn
k—黏性常数； 0＜n＜1，假塑（黏）性流体； n—流动指数 n = 1，牛顿流体； n＞1，胀性流体。
η=S/D（η—黏度） ηa=kDn-1 （ηa—表观黏度） S=ηaD
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第七章:流变学基础
一、牛顿流体
牛顿黏性定律：在层流条件下，剪切速率与剪切应力成正比 公式：S=kD（n=1）；η=S/D η=k
液体
A 混合
半固体
固体
制备工艺
装量的生产能力 操作效率的提高
皮肤表面制剂的 压片或填充胶囊 铺展性和粘附性 时粉体的流动
B 由剪切引起的分 瓶或管状容器中 粉末状或颗粒状 散系粒子的粉碎 制剂的挤出 固体的充填性 C 容器中液体的流 与液体能够混合 出和流入 的固体量 D 通过管道输送液 基质中药物的释 体的制剂过程 放 E 分散体系的物理 稳定性
流变学可应用于讨论影响混悬液中分散粒子 沉降时的粘性及经过振荡从容器中倒出混悬剂 时的流变性质的变化。
理想的混悬剂的条件：在贮藏过程显示较高
的粘性，在振摇、倒出及铺展时能自由流动。 处方中选择具有假塑性流动的辅料，如西黄
25 蓍胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素等。
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改良Stormer粘度计测定的混悬剂流动曲线
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假塑性流体的结构变化示意图
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二、非牛顿流动
（三）胀性流体（dilatant fluid）
1)曲线通过原点； 2)随S增大，ηa增大。有剪切稠化现象，所 以剪切应力大流动性差； 3)其流动公式为D=S/ηa（ηa=kDn-1）n＞1; 4)原因· ·
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胀性流体的结构变化示意图
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二、非牛顿流动
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第七章:流变学基础
第wenku.baidu.com节 流变性质
※分类
1牛顿流体 2非牛顿流体 1) 塑 性 流 体 2) 假 塑 性 流 体 3) 胀 性 流 体 4) 假 黏 性 流 体
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第七章:流变学基础
粘度曲线(viscosity curve)或流变曲线(flow curve)：把切变速度D随剪切应力S而变化的规律绘制 成的曲线。
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塑性流体的结构变化示意图
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二、非牛顿流动
（二）假塑性流体（pseudo-plastic fluid）
1)具有屈服值； 2)随剪切应力的增大，ηa下降； 3)其流动公式为D=(S-S0) / ηa （ηa=kDn-1） 0＜n＜1，n越小非牛顿性越大 4)原因：随S增大，分子长轴按流动方向有序排列·
系黏度随时间延长而恢复原状的性质。
2)曲线为环状滞后曲线（滞后环）·
3)静止状态下为凝胶，振摇后转变为液体。
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三、触变流动
静态（凝胶） 粘度 大
加力（溶胶） 小
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第七章:流变学基础
第三节 流变性测定法
旋转 黏度 计 毛细管 黏度计
落球 黏度 计
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第四节 流变学在药剂学中的应用
流变学在药剂学中广泛应用，特别是在混悬剂、乳 剂、胶体溶液、软膏剂和栓剂中。
降缓慢；而振摇时(B)，
体系η小，易于倾倒。
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塑性流体3：A点的切 变应力小于屈服值， 故不发生沉降；振摇 时切变应力(B)大于屈 服值引起流动。故选 择屈服值介于AB之间 的助悬剂，则混悬剂 静止时不沉降，而振 摇时易于倾倒。