粉散剂结块理论

在目前兽药市场上，粉散剂所占比例相当的高，粉散产品保持良好的分散状态，对其进行运输、贮存和使用至关重要。但随着现代畜牧业的高速发展和兽药市场的需求，粉散剂产量的增加和长途运输的增多，随之带来的结块问题更加严重，粉散剂结块后药物利用率降低的问题日益突出。本文针对性地对粉散剂结块的原因、机理、影响因素进行分析，为生产和使用过程中采取合适的方法防止产品结块提供思路。

一、粉散剂结块理论及产生因素

结块是指在一定条件下，部分松散的粉状、粒状、球状固体，失去流动性形成坚硬的块状物，是一个复杂的化学和物理过程。粉体物料的时效固结及结块机理，是粉体力学至今尚未完全解决的难题，在粉体的研究中一般分为晶态和非晶态两大类，两者各有不同的结块机理和影响因素。

晶态粉体结块理论是晶桥理论和毛细管吸附理论，是一个“硬结块”的过程，与粉体的表面过程（吸附、固化）有关，一般认为是其内部性质所引起的，由粒子的接触点所形成，主要取决于表面状态（表面物理、化学性能等）。

非晶态粉体的结块主要与粉体的二级热力学转变有关，是一个“软结块”的过程，因而更主要地取决于粉体的热性能（微观表现为分子的热运动），会更主要地取决粉体的整体性能，而不是粉体的形状与粒径，水份、分子量、分子结构等因素是对玻璃化转变温度的固有影响，所以是非晶态粉体结块的重要影响因素。

粉散剂大部分都含晶态和非晶态粉体，影响其结块的因素包括内部因素和外部因素。内部因素是粉体的粒度、强度等，如果粉体颗粒强度高，均匀度高，表面光滑粉尘少，同时储存时间短，将减少粉体颗粒间接触点，减少了颗粒间晶桥发生的机率，从而减少了结块现象发生；外部因素指湿度、温度、压力及贮存时间等，随着温度、压力和湿度在生产、储存和使用时的变化，晶粒间晶体交联面积和产品溶解与重结晶频率增大，颗粒间形成晶桥增多，从而造成结块。所以一般情况下，粉散剂不宜在湿热的环境下贮存；堆放贮存时，压力越大，颗粒紧密越接触，则易于形成“桥连”；而且贮存时间越长结块现象越严重。

二、目前使用的粉散剂防结块处理方法

（一）生产工艺的优化通过优化生产操作工艺来削弱粉散剂的结块因素，根据不同产品采用不同的干燥工艺以降低产品的水分，改善包装条件和包装方法，采用防潮包装物，控制产品存储时的温度、相对湿度、堆积的高度和重量以及存储的时间等。

（二）抗结块剂的使用抗结块剂是一种在物料储存和处理过程中可以使物料保持流动性的物质。在粉散剂的生产过程中采用表面喷涂或直接加入抗结块剂，在粉体表面形成一层疏水保护膜，可防止粉散剂产品与外界交换水分，也可以阻碍晶态粉体表面发生的再结晶过程中晶体“桥连”的产生，最终防止产品结块。抗结块剂根据原材料的不同，可以分为5大类。

1．惰性粉末。这类抗结块剂是具有大表面积的水不溶物质，既不溶于水，也不与原辅料发生化学反应。使用时以适当的比例对产品进行扑粉，使之吸附在粉体表面。尽管它们不能在粉体表面形成一个连续的惰性层而阻止结块的发生，但它们可以在有限的范围内，阻止粉体颗粒之间或产品与大气之间进行水汽交换，从而减轻产品的结块性。常用的惰性粉末多为无机物质，有硅藻土、高岭土、黏土、滑石粉、硅酸铝等。此法成本较低，但添加量很大、水溶性差，会影响产品质量而不常用。

2．无机盐类抗结块剂。某些能与产品中的水分部分或完全水合的无机盐，可抑制因水分变化引起的晶体桥连和毛细管吸附，最适用于晶态粉散剂产品。

3．有机表面活性剂或表面活性剂。表面活性剂是通过降低溶剂的表面张力改变表面力现象的化学物质。表面活性剂的分子有亲水和疏水官能团，可降低液相和固相之间的表面张力，使液相结合并渗透到混合的粉体颗粒上。

4．非表面活性剂或疏水性物质类抗结块剂。非表面活性剂类抗结块剂的作用机理是在粉体颗粒表面形成防水性膜，以防止粉体吸湿。这类抗结块剂主要是一些有机疏水剂，如石蜡、矿物油、各种树脂聚合物等，它们不具有表面活性，在温度不高的情况下使用效果较好，如果环境温度较高效果会迅速下降。因为疏水层不可能完全阻止粉体颗粒的吸湿，当温度较高时会导致疏水层的破坏，这种情况一旦发生，便会造成严重的结块现象，这种抗结块剂使用成本较高，处理较难。

5．复合型抗结块剂。复合抗结块剂是上述抗结块剂中以表面活性剂为主的混合物，集中其优点并互相

弥补缺点，因而防结块效果最好，使用较为广泛。

三、粉散剂防结块技术的应用现状

当前兽药企业都通过GMP的评审，但由于部分企业因虑成本与产出因素，所选用的设备比较低档，工艺相对简单，所以水份控制效果不好，再加上南北方的温湿度相差甚远，同一区域不同季节的温湿度也相差悬殊，要控制产品在生产、销售和使用各环节中完全不吸湿几乎是不可能的事情，仅通过优化生产工艺来达到防止粉散剂的结块现象效果较低，只能作为防止的辅助手段。

粉散剂抗结块剂不仅能有效的解决粉散剂的结块问题，提高产品的流动性，并且能提高产品的外观品质，已被大多数粉散剂生产企业所采纳，但粉散剂抗结块剂在研究和应用当中还存在如下一些问题：目前还没有统一规范的粉体结块理论，应对结块机理和防结剂的作用机制进行深入研究，为抗结块剂的研制开发提供理论依据；生产过程中没有针对性使用抗结块剂产品，多数采用简单的混合工艺，混合很难均匀，致使其防结块性能降低；使用成本偏高妨碍了粉散剂抗结块剂的广泛应用；目前各厂家使用的抗结块剂林林总总，国家还没有完善的衡量粉散剂抗结块剂质量的标准，也没有对处理后的粉散剂进行质量检测的标准规定。

四、粉散剂防结块技术的研究前景

粉散剂作为兽药的一个重要剂型，对促进畜牧业发展有重要的价值，在养殖生产中对具有良好流动性的粉散剂需求量越来越大，因此，防止粉散剂结块技术显示出了很好的应用前景。研究防结块技术应从两方面进行，一方面对生产、贮存环境的控制因素进行研究，明确理想的环境控制参数范围；另一方面对各种粉散剂产品的原辅料进行研究，掌握不同物料的结块过程和影响因素，针对不同的原辅料使用合适的抗结块剂，达到用量少又环保的目的，而且最终产品能通过国家质量标准的检测。