第六章_粉体学基础
第六章 粉体学基础
第一节 概述
粉：<100µm，粒：>
药剂：
100µm
1µm ~ 10mm 第四种物态：非液，非气，非固； 似液，似气，似固 固体制剂的知识基础
一级粒子
二级粒子
志愿者服用不同粒径的非那西丁混悬液 后，体内血药浓度图
问题：为什么颗粒越小，其血药浓度越大？
第二节 粉体粒子的性质
重量比表面积
（二） 比表面积的测定方法
1。气体吸附法 BET公式
V-在p压力下1g粉体吸 附气体的量 C:常数 P0:实验温度下吸附气 体饱和蒸汽压 Vm：单分子层吸附量 A:氮气的截断面积 A=0.162nm2
vM 23 S w A. .6.02 10 22400
P 1 c 1 P v( P0 P) vM c vM c P0
二、包合物
包合物----一种分子被包嵌于另一种分子的空穴 结构内而形成的络合物。 主分子、客分子 主分子（包合材料）具有较大的空穴结构，足 以将客分子（药物）容纳在内，通常按1:1比例 形成分子囊 包合物能否形成，主要取决于主分子和客分子 的立体结构和两者的极性，客分子必须与主分 子的空穴形状及大小相适应。包合物的稳定性 主要取决于两组分间Vander Waals引力的大小。
固体分散物制法
熔融法
滴丸（苏冰滴丸）
药物 放置变 脆
熔融
载体
骤冷固化
检查
溶剂法
药物 有机溶 剂 载体 蒸发 干燥 检查
固体分散物制法
溶剂—熔融法
药物 有机溶剂 混合 载体 熔融
骤冷固化
放置变 脆
检查
研磨法
药物
强力持久地研磨
第六章粉体学基础(micromeritics)
第三节粉体的性质
一、密度与孔隙率
（一） 粉体的密度
1.密度定义 真密度：指粉体质量与真体积 之比。即排除所有孔隙（粒子本身和粒子之间） 而求得的粉体体积。真密度是物料固有性质。一 般文献中所载密度如无特殊指明是指真密度。
颗粒密度：粉体质量与颗粒体积之比。其体 积排除粒子间的空隙，但不排除粒子本身细小空 隙。
第六章 粉体学基础 (micromeritics)
第六章 粉体学(micromeritics)基础
第一节 概述 粉体是无数个固体粒子的集合体。属于固体分 散在空气中形成的粗分散体系。 粉体学是研究粉体基本性质及其应用的科学。 一级粒子：单个粒子 二级粒子：多个粒子聚结体 <100µm 称“粉” >100µm 称“粒” 表6-1 粉体中颗粒的分类 （3mm～1nm） 固体制剂粒度范围：几µm ～ 十几mm
第二节 粉体的基本性质 一、粒子径及粒度分布（一）粒子径 ⑷球相当径：用球体粒径表示不规则粒子的大小。 体积（球）相当径，表面积（球）相当径，比表面 积（球）相当径， 2.沉降速度相当径 3.筛分径 算术平均径：DA=a+b/2 几何平均径：DA=ab1/2 a: 粒子通过粗筛网直径 b：粒子被截留于细筛网直径 粒径表示方式：（-a +b）即粒径< a， >b 如（-1000+900）µm <1000µm >900µm平均 950µm
第二节 粉体的基本性质
一、粒子径与粒度分布 粒子大小常用粒子径来表示。粒子的大小 也称粒度，含有粒子大小及分布双重含义。 （一）粒子径 1. 几何学粒子径：(1)三轴径：长、短、高 (2) 定向径：粒子在投影面上某 定向直线长度。定方向接线径(Feret或Green径) 定方向等分径（ Martin径） 定方向最大径（Krummbein径） (3)圆相当径（Heywood径）
药剂学-第六章粉体学基础
第六章粉体学根底一、概念与名词解释12．空隙率20．临界相对湿度34．标准筛二、判断题(正确的填A，错误的填B)1．物料的粒径越小，其流动性越好。
( )2．粉体粒子的粒径影响粉体的流动性，粉粒大于200μm的粉体可自由流动。
( )3．在临界相对湿度(CRH)以上时，药物吸湿度变小。
( )4．比外表积是单位体积所具有的外表积。
( )5．微粉的流动性常用休止角表示，休止角愈大，其流动性愈好。
( )6．物质分轻质或重质，主要在于他们的堆密度大小，重质的堆密度大，轻质的堆密度小。
( )7．比拟同一物质粉体的各种密度，其顺序是：堆密度>粒密度>真密度。
( )8．粉体的密度是用真密度进行描述。
( )9．将黏附力较大的粉体装填于模子时，孔隙率大，充填性差。
( )10．压缩速度快，易于塑性变形，有利于压缩成形。
( )11．物料受压时塑性变化所消耗的能量转化成结合能,因此该过程是可逆过程。
( ) 12．将黏附力较大的粉体装填于模子时孑L隙率小，充填性好。
( )13．重力流动时，堆密度也反映粉体的流动性。
( )14．粉末的比外表积大，压缩时接触点数多，结合强度大。
( )15．Heckel方程的斜率越大，空隙率的变化大，弹性强。
( )16．推片力的大小等于解除上冲压力后下冲中残留压力的大小。
( )17．最松堆密度与最紧密度相差越小，粉体的充填性越好。
( )18．压缩过程中压力传递率接近于1时，模壁的摩擦力小。
( )19．体积基准的平均粒度和重量基准的平均粒度在数字上相同。
( )20．粉体的附着力大，装填时孔隙率大，充填性好。
( )三、填空题1．将球体规那么排列时配位数最大可达(6，8，12)个；空隙率最大可达(26％，30％，48％)。
2．某些药物具有“轻质〞和“重质〞之分，主要是因为其不同。
3．在药剂学中最常用来表示粉体流动性的方法是：和。
4．测定粒径的方法很多，其中以沉降法测得的是径，以电感应法测得的为径。
药剂学：粉体学基础
物料风干示意图
44
6、粉体的吸湿性
水是化学反应的媒介。 固体药物吸附水份以后，在表面形成一层液膜，分解反
应就在液膜中进行。 药物是否容易吸湿，取决于其临界相对湿度（Critical
Relative Humidity）,化合物的CRH越低对湿度越敏感。 药物的降解反应速度与环境的相对湿度成正比。
( ) g t
p
l
8
1、粒子径的表示方法
➢ 筛分径（sieving diameter）
当粒子通过粗筛网且被截留在细筛网上时，粗细筛 孔直径的算术或几何平均值称为筛分径。
算术平均值 几何平均值
D ab
A
2
D ab A
a—粒子通过的粗筛网直径， b—截留粒子的细筛网直径 9
1、粒子径的表示方法
4
1、粒子径的表示方法
➢ 几何学粒子径 geometric diameter
̶ 等体积径 equivalent volume diameter ̶ 比表面积等价径 equivalent specific surface diameter
➢ 有效径 （Stocks沉降径）settling velocity diameter ➢ 筛分径 sieving diameter
45
6、粉体的吸湿性
临界相对湿度（critical relative humidity, CRH）
水溶性的药物粉末在较低相对湿度环境时一般 不吸湿，但当相对湿度提高到某一定值时，吸 湿量急剧增加，此时的相对湿度即CRH。
• CRH是水溶性药物的固有特征； • 是药物吸湿性大小的衡量指标； • CRH越小则越易吸湿；反之，则不易吸湿。46
9. 平均面积径
nd 2 /
6第六章-粉体学基础解读
粉体微粒大小的分类
颗粒名称 块状颗粒broken particles 粒状颗粒granular particles 粉末 powder 粗粉granular powder 细粉 fine powder 超细粉ultra fine powder 纳米粒nanoparticle 粒径 ＞3mm 3mm～100 m 100~0.1 m 100-10 m 10-1 m 1-0.1 m ＜0.1 m
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
粒度分布—注意选择基准
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
二、粒子的形态
（一）形状指数
球形度 圆形度 （二）形状系数
三.粒子的比表面积
（一）比表面积的表示方法 1. 体积比表面积 Sv cm2/cm3
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
• 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）
Feret径：定方向接线径
粉体学基础
（2）有效粒径（Stocks径） 在液相中和欲测质点具有相同沉降速度的球 形颗粒的直径。 （用沉降法测定） （3）比表面积径 与待测粒子具有相等比表面积的球的直径。 测定比表面（用吸附法或透过法）后再推算质 点的直径，故此法不知个别质点的直径。 （4）筛分径 粒子通过粗筛网且被截留在细筛网时，粗细筛 子的直径的算术或几何平均值称为筛分径。
混合物的吸湿性：
混合物的CRH值最小
。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，而与各成分的比例无关。 CRHAB=CRHA· CRHB
Elder假设的条件是各成分间不发生相互
作用，不适用于能相互作用或受共同离 子影响的药物。
(二) 水不溶性药物的吸湿性
（二）粒子的形态
指一个粒子的轮廓或表面上各点所构成
的图像。
（三）比表面积
微粒的比表面积是指单位质量或容量微 粉所具有的表面积。
粒子的比表面积(specific surface area)的表 示方法根据计算基准不同可分为体积比表面积 SV和质量比表面积SW。 Sw=6/dvs； Sv=6/dvs Sw ,Sv分别为质量和体积比表面积， 为粉 体的粒密度，dvs粒径。
第八节 粘附性与凝聚性
粘附性(adhesion)是指不同分子产生的引
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。
2. 流出速度(flow velocity)
粉体学基础
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。
29
30
(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θ表示。 液滴在固体表面上所受的力达平衡时符合Yong’s公 式：Ysg=Ysl+Ylgcosθ
Coulomb公式：F=W+Ci W为对剪切面所施加的重直 重力，F为剪切拉力， Ci为 粒子间凝聚力， 为内摩擦 系数。 Ci和越小，流动性越好。
(4)压缩度(compressibility)
C=(ρf -ρ0)/ρf ×100% 式中， ρ0为最松密度；ρf为 最紧密度。 压缩度20%以下流动性较好。
（粉体学的 第二性质）
第七节 粉体的压缩性质
2
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0.1~100m之间，有些粒子
大小可达1000m，小者可至0.001m。通常<100 m 的粒子叫“粉”，> 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。
3
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
粉体学基础
6.5 15.8 23.2 23.9 24.3 8.8 7.5
19.5 25.6 24.1 17.2 7.6 3.6 2.4
100.0 93.5 77.7 54.5 30.6 16.3 7.5
6.5 22.3 45.5 69.4 83.7 92.5 100.0
100.0 80.5 54.9 30.8 13.6 6.0 2.4
• 在固体剂型的制备过程中（如散剂、颗粒剂、
胶囊剂、片剂、粉针、混悬剂等，他们在医
药产品中约占70%-80%），必将涉及到固体药
物的粉碎、分级、混合、制粒、干燥、压片、
包装、输送、贮存等。
• 粉体技术在固体制剂的处方设计、生产工艺
和质量控制等方面具有重要的理论意义和实
际应用价值。
第二节
粉体的基础性质
• 将单一结晶粒子称为一级粒子（primary particle
），将一级粒子的聚结体称为二级粒子（second
particle）。
• （1）由范德华力、静电力等弱结合力的作用而发生
的不规则絮凝物（random floc）和（2）由粘合剂
的强结合力的作用聚集在一起的聚结物（agglomera • te）属于二级粒子。
颗粒间空隙率ε间=V间/V
总空隙率ε总=（V内+V间）/V
空隙率也可以通过相应的密度计算而求得：
内
g 1 t
间
总
b 1 g
b 1 t
第四节
粉体的流动性与充填性
一、粉体的流动性（flowability）
• 粉体的流动性与粒子的形状、大小、表面状态、 密度、空隙率等有关，加上颗粒之间的内摩擦力 和粘附力等的复杂关系，粉体的流动性无法用单 一的物性值来表达。
《粉体学基础》课件
药物载体
粉体可作为药物载体，将 药物包裹在粉体中，以控 制药物的释放速度和部位 。
医疗器械
粉体在医疗器械的制造中 也有应用，如用于制造人 工关节、牙科材料等。
化妆品工业
粉底
粉体作为化妆品中的主要成分，起到遮盖皮肤瑕疵、调整肤色等 作用。
眼影
不同颜色的粉体用于制造眼影，增加眼部层次感和立体感。
腮红
粉体腮红能够增添脸部红润感，提升整体妆容效果。
粉体作为食品添加剂，如面粉、 糖粉、奶粉等，用于改善食品的 口感、质地和外观。
食品包装材料
粉体材料如二氧化硅、滑石粉等 ，用于食品包装，起到防潮、防 霉、防虫等作用。
食品加工助剂
粉体如碳酸钙、碳酸镁等，作为 食品加工助剂，起到调节酸碱度 、增加食品稳定性等作用。
医药工业
药物制备
粉体在医药工业中用于制 备药物，如中药粉末、西 药颗粒等。
应用
在化工、陶瓷、制药等领域，粉体的密度与孔隙率对产品的性能和生 产工艺具有重要影响，如流动性和填充性等。
粉体的流动性与填充性
总结词
粉体的流动性与填充性是描述粉体流 动和填充性能的重要参数，它们对粉 体的加工和应用具有重要影响。
影响因素
粉体的流动性与填充性受到粒径、粒 径分布、颗粒形状、表面粗糙度、摩 擦系数等因素的影响。
干式粉碎
通过机械力将大颗粒物料 破碎成小颗粒，如球磨、 振动磨等。
湿式粉碎
将物料与液体一起送入粉 碎机，使物料在湿润状态 下进行粉碎。
超细粉碎
利用超音速气流、高能球 磨等技术将物料粉碎至纳 米级别。
物理粉碎法
结晶法
利用物质结晶时体积膨胀、硬度增加的特性，通 过反复结晶、破碎来制备粉体。
粉体学基础课件
• 2．圆形度(degree of circularity)：表示粒子 的投影面接近于圆的程度。 •
c D (13-9) H /L
• DH—Heywood 径(DH=(4A/π)1/2) • L-粒子的投影周长。
（二）形状系数
• 将平均粒径为D，体积为Vp，表面积为S的粒 子的各种形状系数(shape factor)表示如下。 • 1．体积形状系数 v Vp / D3 • 球体体积形状系数？立方体？ • 2．表面积形状系数 • 球体？立方体？
(13-16)
•
• 2. 气体透过法(gas permeability method)：是气体通 过粉体层时，由于气体透过粉体层的空隙而流动， 所以气体的流动速度与阻力受粉体层的表面积大小( 或粒子大小)的影响。 • • • η气体黏度
（二）粒度分布
• 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。粒子群的粒度分布可用简 单的表格、绘图和函数等形式表示。 1．频率分布与累积分布 • 频率分布(frequency size distribution)：表示与 各个粒径相对应的粒子在全粒子群中所占的百 分数(微分型)。
粉体学在药剂学中的应用
1.对制剂工艺的影响 混合均匀度、分剂量准确性、充填性、可压性 (密度、 流动性、充填性、压缩成形性、粘附性、凝聚性、粒 子大小形状等)。 2.对制剂有效性的影响 制剂的崩解、药物的溶解和吸收(粒度、润湿性) 3.对制剂稳定性的影响 混悬剂及固体制剂的稳定性 (粒度、润湿性、密度、吸 湿性) 4.对制剂安全性的影响 粒子大小需符合制剂应用的安全要求
Sv 3 v d d n 6 S-粉体粒子的总表面积
粉体学基础及其应用
MCMB超细粉末的SEM照片
可以看出，颗粒近似呈球形或椭球形，粒径约为0.1~0.5μm，是各 向同性沥青母液中经初期成长的胶体颗粒。
a
b
SEM photograph of LiCoO2 & MGS(shanshan)
a—LiCoO2，D50 :6~10μm；b—MGS， D50 ：13~15 μm
16
14
12
10
8
6
4
2
00.01
0.1
CMS, 2003粒5粒31粒 14:39:06
粒粒粒粒
1
10
粒粒 (um)
100
1000 3000
Particle size distribution of MGS
（3）粒子的形态： 定义： 指一个粒子的轮廓或表面上各点所构成的图像。 粒子的形态系数： 平均粒径为D，体积为V，表面积为S，则粒子的各种形态
筛分径（sieving diameter） 当粒子通过粗筛网且被截留在细筛网时，粗细筛孔直径的 算术或几何平均值称为筛分经，记作DA 。
算术平均径 DA=(a+b)/2 几何平均径DA=(ab)1/2
式中，a—粒子通过的粗筛网直径； b—粒子被截留的细筛网直径。
# 粒径的表示方式是（-a +b），即粒径小于a，大于b。
系数： a. 体积形态系数 Φv=V/D3 b. 表面积形态系数 Φs=S/D2 c. 比表面积形态系数 Φ= Φs/Φv
Φ→6 该粒子越接近于球体或立方体 不对称粒子Φ>6，常见粒子Φ6~8。
粒子的比表面积(specific surface area)： 比表面积的表示方法： 粒子的比表面积的表示方法根据计算基准不同，可分为体 积比表面积SV和质量比表面积SW：
粉体学基础
粉体学基础一粉体概述1 粉体相关概念1.1 粉体粉体是无数固体粒子的集合体1.2 粒子在粉体中不能再分离的运动单元1.3 “粉”和“粒”通常≤100μm的粒子叫“粉”，容易产生粒子间的相互作用而流动性较差；> 100μm的粒子叫“粒”，较难产生粒子间的相互作用而流动性较好。
2 粉体的物理特征自然界中的物质可分为三种形态：气体、固体和液体，那么粉体属于哪种形态？粉体虽然具有与固体类似的抗变形能力，但不是固体粉体虽然具有与流体相似的流动性，但不是液体。
粉体虽然具有与气体相似的可压缩性，但不是气体。
它属于第四种物质形态3 粉体的性质3.1 一般性质粉体的一般性质包括：粉体粒度（尺寸、形状和粒度分布）、流动性、分散性及稳定性、填充性及吸湿性等等。
3.2 特殊性质当尺寸处于亚微米级或纳米级时，粉体具有与普通粉体完全不同的特殊性质。
（1）表面效应纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。
如图1所示。
超微粉体尺寸小，比表面积大，位于表面的原子占有相当大的比例。
随着尺寸减小，比表面积急剧增大，引起表面原子数迅速增加，增强了粒子的活性。
例如，尺寸小于5 m的赤磷在空气中能自燃，而某些纳米级的金属粉末在空气中也会燃烧。
（2）小尺寸效应随着颗粒尺寸的量变，在一定的条件下会引起颗粒性质的质变。
由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。
纳米颗粒尺寸小，表面积大，在熔点，磁性，热阻，电学性能，光学性能，化学活性和催化性等都较大尺度颗粒发生了变化，产生一系列奇特的性质。
例如，金属纳米颗粒对光的吸收效果显著增加，并产生吸收峰的等离子共振频率偏移；出现磁有序态向磁无序态，超导相向正常相的转变。
（3）量子尺寸效应各种元素原子具有特定的光谱线。
由无数的原子构成固体时，单独原子的能级就并合成能带，由于电子数目很多，能带中能级的间距很小，因此可以看作是连续的，从能带理论出发成功地解释了大块金属、半导体、绝缘体之间的联系与区别，对介于原子、分子与大块固体之间的超微颗粒而言，大块材料中连续的能带将分裂为分立的能级；能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大。
《药剂学》——粉体学基础 (知识点梳理与总结、思维导图)(供本科期末考和349药学综合考研)
10粉体学基础●概述无数个固体粒子集合体≤100um——粉‖＞100um——粒●粉体的基本性质●粒径及粒径分布●粒径表示方法●几何学粒径三轴径，定方向径，圆相当径，球相当径，纵横比●筛分径［细孔通过相当径］粗细筛孔直径算数或几何平均值●有效径Stocks径●比表面积等价径比表面积相同球的直径，透过法或吸附法测比表面积后求得，平均径，不得粒度分布●空气动力学相当径●粒径分布频率分布，累计分布粒度分布必须注明测定基准质量和个数基准多用●平均粒径制造行业中，中位径［中值径，D₅₀］最常用●粒径测定方法●显微镜法几何学粒经，个数或面积基准光学显微镜——1-1000um‖透射电子显微镜——1-50nm300-500个粒子，避免粒子间重叠●筛分法最早，应用最广，最简单快速＞45um 筛子由细到粗⇨放上层振动⇨称量⇨重量基准粒度分布与平均粒径目数越大，筛孔越小●沉降法［有效径］＜100um Andreasen吸管法重量基准●库尔特计数法电阻法 0.1-1000um 个数或体积基准●激光衍射/散射法用于纳米粒，纳米乳粉末，混悬液●比表面积法吸附法，透过法●级联碰撞器法●粒子形态影响流动性，充填性●形状指数球形度，圆形度●形状系数●粒子的比表面积●表示方法体积比表面积，重量比表面积表征粗细，固体吸附能力‖比表面积影响吸附性，溶解性，进而影响吸收●测定方法●气体吸附法BET方程●气体透过法Kozeny-Carman公式只能测定粒子外部的比表面积，内部空隙不可测●粉体的其他性质●密度轻质——堆密度小，堆体积大重质——堆密度大，堆体积小轻质，重质与粒密度，真密度无关●分类真密度ρt，粒密度ρg，堆密度ρb［松密度，振实密度ρbt］颗粒致密，无细孔和空洞，真密度=粒密度●测定方法●真密度氦气置换法，液体汞、苯置换法●粒密度液体浸入法——汞——比重瓶法●堆密度与振实密度●空隙率影响片剂崩解，溶出●流动性片重差异，制剂操作●流动性评价方法●休止角越小，摩擦力越小，流动性越好θ≤30流动性好，≤40满足生产过程中流动性需要●流出速度越小，流动性越好●压缩度C和Hausner比测定堆密度和振实密度求得C在20%以下流动性好，增大，流动性下降，38%以上难以从容器自动流出 HR在1.25以下流动性好，1.6以上无法操作●改善流动性的方法●增大粒径粒径增大，休止角减小 250-2000um流动性好＜100um，流动性差●改善粒子形态和表面粗糙度喷雾干燥，控制生产方式和结晶条件●改变表面作用力干燥，低湿度，氧化镁细粉●助流剂降低粉末间黏附黏着，0.5%-2%微粉硅胶，滑石粉●改变过程条件震动漏斗，强制饲粉装置●填充性空隙率，堆密度表征，类似流动性●吸湿性吸湿平衡曲线，CRH测定用吸湿法和饱和溶液法●水溶性药物吸湿性混合相乘●水不溶性药物吸湿性加和性●润湿性崩解溶解相关接触角小润湿性好 0完全润湿‖0-90润湿‖90-180不润湿‖180完全不润湿●黏附与内聚［黏着性］黏附——不同分子间内聚——同分子间＜100um内聚增强，流动性差增大粒径，助流剂●压缩性质弹性变形—解压复原—不产结合力—松片裂片塑性变形—不复原—产生结合力脆性变形［破碎变形］—颗粒在压力下破碎变形，不复原 Heckel方程。
药剂学第六章粉体学基础
()定向径（投影径）：
径(或径) ：定方向接线径，即一定方向的 平行线将粒子的投影面外接时平行线间的 距离。
径：定方向等分径，即一定方向的线将粒 子投影面积等份分割时的长度。
径：定方向最大径，即在一定方向上分割 粒子投影面的最大长度。
()圆相当径： 径：投影面积圆相当径，即与粒子的投影面
积相同圆的直径，常用表示。 ：等投影面周长相当径，记作。
混悬剂、乳剂、脂质体、粉末药物等可以用本 法测定。
. 沉降法（ ）
是液相中混悬的粒子在重力场中恒速沉降 时，根据方程求出粒径的方法。
①具有与液体相类似的流动性；
②具有与气体相类似的压缩性；
③具有固体的抗变形能力。
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。
第二节 粉体粒子的性质
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
粉体的粒子大小也称粒度，含有粒子大 小和粒子分布双重含义，是粉体的基础 性质。
Ф·ρ
式中，—比表面积，Ф—粒子的性状系数， 球体时Ф，其他形状时一般情况下Ф。
.沉降速度相当径
粒径相当于在液相中具有相同沉降速度 的球形颗粒的直径。该粒经根据方程计 算所得，因此有叫 径或有效径（ ） ， 记作 .
η [
(ρ ρ) ·
h ·]
t
式中， ρ ，ρ—分别表示被测粒子与液相的密度； η— 液相的粘度；——等速沉降距离；—沉降时间。
频数最多的粒子直径
累 积 中 间 值 （ D 50）
nd 2 / nd
nd 3 / nd 2
nd 4 / nd 3
n d 2 /
1/ 2
粉体学基础知识.doc
粉体学基础知识（一）粉体的基本概念粉体是指无数细小固体粒子的集合体，粉体学是研究粉体的基本性质及其应用的科学。
粒子是粉体运动的最小单元, 包括粉末（粒径小于lOOUm）和颗粒（粒径大于lOO^m）, 通常所说的“粉末”、“粉粒”或“颗粒”都属于粉体的范畴。
组成粉体的单元粒子可能是单体的结晶，称为一级粒子；也可能是多个单体粒子聚结在一起的粒子，称为二级粒子。
在制药行业中，常用的粒子大小范围为从药物原料粉的1M 到片剂的lOmmo物态有固体、液体、气体3种。
液体与气体具有流动性，而固体没有流动性；但把固体粉碎成颗粒的聚集体之后则具有与液体相类似的流动性，具有与气体相类似的压缩性，也具有固体的抗形变能力，所以有人把粉体列为“第四种物态” 来进行研究。
（二）粉体的特性1.粒子大小与测定粉体粒子大小是以粒子直径的微米数为单位来表示的。
粉体大部分不规则，代表粒径大小的方法有：几何学粒径、有效粒径、比表面积粒径等。
1. 1.几何学粒径是指用显微镜看到的实际长度的粒子径。
1.2.有效粒径用沉降法求得的粒子径，即以粒子具有球形粒子的同样沉降速度来求得。
该粒径根据Stokes方程计算所得，因此又称Stokes粒径。
1.3比表面积粒径用透过法和吸附法求得的粉体的单位表面积的比面积。
这种比表面积法是假定所有粒子都为球形求出的粒子径。
常用的粒径测定方法有：显微镜法、筛分法、沉降法、小孔透过法和激光衍射法等。
2.粒子形态粉体除了球形和立方形等规则而对称的形态外很难精确地描述粒子的形状。
因此，研究工作者用体积形态系数，比表面形态系数等术语来表示微粒形态。
3.粉体的比表面积粒子的比表面积的表示方法根据计算基准不同可分为体积比表面积Sv和重量比表面积Sw。
体积比表面积是单位体积粉体的表面积，重量比表面积是单位重量粉体的表面积。
4.粉体密度与孔隙率粉体密度为单位体积粉体的质量。
由于颗粒内部含有的空隙以及及颗粒堆积时颗粒间的空隙等，给粉体体积的测定带来麻烦。
粉体学基础及其应用
（3）粒子的形态：
定义：
指一个粒子的轮廓或表面上各点所构成的图像。 粒子的形态系数： 平均粒径为D，体积为V，表面积为S，则粒子的各种形态 系数：
a. 体积形态系数 Φv=V/D3
b. 表面积形态系数 Φs=S/D2 c. 比表面积形态系数 Φ= Φs/Φv Φ→6 该粒子越接近于球体或立方体 不对称粒子Φ>6，常见粒子Φ6~8。
总孔隙率：
总= V -Vt/V =1- b/t
BT－1000型粉体特性测试仪
BT-2003激光粒度分布仪
一、性能指标 二、测试对象
1、测试范围：40nm~600μm；
2、进样方式：循环泵式； 3、重复性误差：小于1%； 4、测试时间：一般2-3min/次； 5、自动对中系统精度：≤1微米。
（2）粒度分布（particl大小的均匀程度。粒子群的粒度
分布可用简单的表格、绘画和函数等形式表示。
频率分布（frequncy size distribution）：
表示与各个粒径相对应的粒子在全粒子群中所占的百分数
（微分型）。
累积分布（cumulative size distribution)：
20 24 27 32 35 40
991
833 701 589 495 417 350
80
100 110 180 200 250 270
198
165 150 83 74 61 53
500
625 800 1250 2500 3250 12500
25
20 15 10 5 2 1
平均粒径： 由不同粒径组成的粒子群的平均粒径。亦称叫中值径，常
度，也是表示固体吸附能力的重要参数。
（4）粉体的密度与空隙率： 粉体的密度： 粉体的密度指单位体积粉体的质量。 由于粉体的颗粒内部和颗粒间存在空隙，粉体的体积具有不 同的含义。 粉体的密度根据所指的体积不同分三种：
粉体学基础PPT教学课件
2
27
2．重量比表面积
单位重量粉体的表面积，Sm，cm2/g。
Sw s d 2 n 6 3 d n w d 6
比表面积是表征粉体中粒子粗细的一种量 度，也是表示固体吸附能力的重要参数。可用 于计算无孔粒子和高度分散粉末的平均粒径。 比表面积不仅对粉体性质、而且对制剂性质和 药理性质都有重要意义。
II: Krummbein径 定方向最大径，即在 一定方向上分割粒子 投影面的最大长度。
. 9
II: Martin径
定方向等分径，即 一定方向的线将粒 子的投影面积等份 分割时的长度。
（3）Heywood径
投影面积圆相当径，即 与粒子的投影面积相同 圆的直径，常用DH表示。
.
10
（4）球相当径
体积等价径，与粒子的体积相同的球体直径， 用库尔特计数器测得。记作DV，粒子的体积 V=DV3/6。
. 7
•
对于一个不规则粒子，其粒子径的测 定方法不同，其物理意义不同，测定值也 不同。
（一）粒子径的表示方法
1．几何学粒子径 根据几何学尺寸定义的粒子径。 （1）三轴径 长轴径L 、短轴径b 、厚度h 反映粒子的实际尺寸。
. 8
（2）定方向径（投影径） I: Feret径（或Green径）
定方向接线径，即一 定方向的平行线将粒 子的投影面外接时平 行线间的距离。
2．筛分径
又称细孔通过相当径。当粒 子通过粗筛网且被截留在细 筛网时，粗细筛孔直径的算 术或几何平均值称为筛分径。 记作DA。
.
ab DA 2
DA ab
11
• a:粗筛网直径，b:细筛网直径。粒径范围， 即（-a+b ），表示粒径小于a，大于b。
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第五节
粉体的压缩性
3
第一节 概 述
粉体学（micromeritics）： 是研究粉体的基本性质及其应用的科学。 粉体（powder）： 是无数个固体粒子的集合体。
粒子（particles）：
粉体运动的最小单元。
单个粒子叫一级粒子
聚集粒子叫二级粒子4
第一节 概 述
粉：<100μm的粒子叫
比 容 粉体单位质量（1g）所占体积 ν=V/W ρ=W/V ε=(V-Vt)/V e=（V-Vt）/Vt g=Vt/V=1-ε 堆 密 度 粉体单位体积（cm3）的质量 空 隙 率 粉体的堆体积中空隙所占体积比 空 隙 比 空隙体积与粉体真体积之比 充 填 率 粉体的真体积与松体积之比 配 位 数 一个粒子周围相邻的其他粒子个数
振动流动 压缩流动 流化态流动
休止角、流出速度 压缩度 休止角
第三节 性质 二、流动性与充填性
（一）粉体的流动性
休止角指在重力场中，粉料堆积体的自由表面处于平衡 的极限状态时自由表面与水平面之间的角度。
流动性表示法 休止角
注入法
重力=摩擦力
tanα=H/R θ ≤30°：流动性好； θ ≤40°：满足生产需求；
第六章 粉体学基础
学习目标
掌握 粉体与粉体学概念，粉体性质对固体 制剂工艺和质量的影响 熟悉 粉体的性质（粒径与粒度分布、比表 面积、密度、空隙率、流动性、吸湿性与润 湿性） 了解 粉体的其他性质（充填性、压缩性、 黏附性与凝聚性
内 容
第一节
第二节
概述
粉体的基本性质
第三节
第四节
粉体的性质
＞3 mm
3mm～100 m 100～0.1 m 100-10 m 10-1 m 1-0.1 m ＜0.1 m
7
第一节 概 述
“第四物态”- 粒子的集合体
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）
1/ 2
nd 3 /
/ S w
n
1/ 3
21
第二节 基本性质
（四）粒子径的测定方法
表 12-3 粒度测定方法与适用范围
测 定 方 法 光学显微镜 电子显微镜 筛 分 法 沉 降 法
粒子径（μ m） 0.5~ 0.001~ 40~ 0.5~200
测 定 方 法 库尔特计数法 气体透过法 氮气吸附法 激光散色法
含水量：
粘结力↑，→干燥； 过于干躁则引起粉尘飞扬； 加入助流剂的影响：填入粒子凹面形成光滑表面， ↓阻力；少量，滑石粉/微粉硅胶
第三节 性质 二、流动性与充填性
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
含水量对粉末粘结力的影响
第三节 性质 二、流动性与充填性
（二）粉体的充填性 1、充填性表示法
（二）润湿性
完全不润湿
不能润湿
能润湿
完全润湿
接触角θ预测固体润湿情况
第三节 性质 三、吸湿性与润湿性
（三）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
19
第二节 基本性质
20
第二节 基本性质
（三）平均粒子径（D50）
名 称 1. 2. 3. 几何平均径 调和平均径 公 式 算术平均径 中位径（在累积分布图中累积值正好为 50%所 nd / n
n1 n2 nn 1/ n ( d1 d2 d n )
对应的粒子径），是最常用的平均径。
第三节 性质 一、密度与孔隙率
（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：真体积
压力比较法：真体积
松密度与振实密度
量筒法：堆体积
第三节 性质 一、密度与孔隙率
（二）粉体的空隙率 孔隙率：指粉体层中孔隙所占有的比率。
间 V间 V ＝ V Vg V b 1 g
n / (n / d )
4. 众数径 5. 中位径 6. 长度平均径 7. 面积平均径 8. 重量平均径 9. 平均面积径 10.平均体积径 11. 比表面积径
频数最多的粒子直径 累积中间值（ D50）
nd / nd
2
nd
3
/
4
nd
/
2
nd
nd
3
nd 2 /
n
“粉”，流动性差； 粒：>100μm的粒子叫 “粒” ，流动性较好。
5
志愿者服用不同粒径的非那西丁混悬液后， 体内血药浓度图
问题：为什么颗粒越小，其血药浓度越大？
第一节 概 述
粉体微粒大小的分类
颗粒名称 粒径
块状颗粒broken particles
粒状颗粒granular particles 粉末 powder 粗粉granular powder 细粉 fine powder 超细粉ultra fine powder 纳米粒nanoparticle
（一）粉体的流动性
流动性表示法 压缩度
最松密度
f 0 C 100(%) f
最紧密度
• C≤20% 流动性较好； • C为40％-50％流动性差；
轻敲法
第三节 性质 二、流动性与充填性
影响粉体流动性的因素及改善方法
粒子大小：大颗粒↓摩擦力、附着性和聚集性； 粒子形态及表面粗糙度：光滑↓摩擦力； 密度：重力流动式密度大利于流动；
第二节 基本性质
（二）粒度分布(particle size distribution)
表示不同粒度粒子群的分布情况。
频率分布：各个粒径的粒子群在总粒子群中所占
的百分数（微分型）。
累积分布：小于或大于某粒径的粒子群在总粒子 群中所占的百分数（积分型）。 基准：质量基准(工业)、个数基准、面积基准
粗细筛孔直径的算术或几何平均值；
粒度分布
算数平均值= ½(a+b)
几何学平均值= (ab) ½
17
工业用标准筛常用“目”数表示筛号，即以每一 英寸（25.4mm）长度上的筛孔数目表示 每英寸有100个孔的筛号标记为100目筛，能通过 100目筛的粉末称100目粉 使用钢丝工业筛时，粉末粒径为170μm；使用锦 纶丝工业筛时，粉末粒径为150μm。
(2) 定方向径——某定方向直线长度。
Feret径：定方向接线径
Martin径：定方向等分径
Krummbein径：定方向最大径
12
第二节 基本性质
1、几何学粒子径
(3) 圆相当径
面积相当径(Heywood径) 周长相当径（DL）
Heywood径DH 投影面积圆相当径
13
第二节 基本性质
1、几何学粒子径
(4) 球相当径
体积相当径（DV） 表面积相当径（DS） 比表面积相当径（DSV）
等体积球
14
第二节 基本性质
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。
பைடு நூலகம்
第三节 性质 三、吸湿性与润湿性
（一）吸湿性
1.疏水性药物吸湿平衡曲线
无CHR 混合物的吸湿性 具有加和性
第三节 性质 三、吸湿性与润湿性
（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。
第三节 性质 三、吸湿性与润湿性
排出法
倾斜角法
第三节 性质 二、流动性与充填性
70 60
休 止 角
50 40 30 0 200 400 600 800
粒径/μm
第三节 性质 二、流动性与充填性
（一）粉体的流动性
流动性表示法
流出速度
全部物料流出漏斗所需的时间。
100m玻璃球
第三节 性质 二、流动性与充填性
粒子径(μ m) 1~600 1~100 0.03~1 0.0001~
22
第二节 基本性质
二、粒子形状
形状指数（shape index）
球形度 圆形度 形状系数（shape factor） 体积形状系数 表面积形状系数 比表面积形状系数
第二节 基本性质
三、粒子的比表面积
松密度与空隙率反映粉体的充填状态
第三节 性质 二、流动性与充填性
（二）粉体的充填性
2、颗粒的排列模型
棱面格子 方立格子 表 12-9 等大球粒子的规则充填形式的一些参数 斜方格子 充填名称 空隙率 (%) 接触点数 排列号码 47.64 6 a 立方格子形充填 39.54 8 b d 斜方格子形充填 斜方格子 四面契格子 10 棱面格子 e 30.19 四面契格子形充填 25.95 12 c f 棱面格子形充填
比表面积（specific surface area）单位重量或 单位体积微粉所具有的表面积。 体积比表面积 单位体积粉体的表面积
s d 2 n 6 Sv 3 v d d n 6
S：总表面积； v：体积 d：比表面积平均径 n：粒子个数
重量比表面积 单位重量粉体的表面积
s d 2 n 6 Sw 3 w d n d 6
川北方程
最终体积减少度
第三节 性质 三、吸湿性与润湿性
（一）吸湿性
指固体表面吸附水分的现象。
P>Pw P P<Pw
P=Pw