药剂学：第十三章 粉体学基础
13 粉体学基础
《药剂学》第13章在线测试第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分）1、5克(CRH为78％)的A与20克(CRH为60％)的B混合,不发生反应,则混合物的CRH是A、69.0％B、3.9％C、46.8％D、60.0％2、对于同一种粉体来说A、真密度＞粒密度＞堆密度B、粒密度＞真密度＞堆密度C、堆密度＞粒密度＞真密度D、粒密度＞堆密度＞真密度3、粉体粒子大小是粉体的基本性质，粉体粒子愈小A、比表面积愈大B、比表面积愈小C、与比表面积无关D、表面能愈小4、在一个容器中装满药物粉末，然后向其中通入一种不能渗透进入粒子内部的气体，即它只能充满粒子之间的空隙。
用容器的体积减去通入气体的体积，用所得的数值求算粉体的密度，得到的是A、真密度B、粒密度C、堆密度D、粒子平均密度5、下列关于休止角叙述正确的是A、休止角指的是静止状态下粒子与粒子之间的夹角B、休止角指的是让粉体自由下落后，所形成的堆积体的顶角C、休止角指的是让粉体自由下落后，所形成的堆积体的顶角的一半D、静止状态下，粉体堆积体表面与水平面之间的夹角第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分）1、与粉体的流动性有关的参数有A、休止角B、比表面积C、密度D、孔隙率E、流出速度2、下列关于休止角的正确叙述是A、粒子表面粗糙的粉体休止角小B、粒径大的粉体其休止角也大C、休止角＜30粉体流动性好D、粉体吸湿后休止角降低E、细粉率高的粉体休止角升高3、测定粉体的粒径时可采用A、筛析法B、沉降法C、吸附法D、显微镜法E、透过法4、为了改善粉体的流动性可采用A、增大粒子大小B、对粒子适当干燥C、加入助流剂D、粒子呈球形E、粒子表面粗糙5、下面说法正确的是A、水溶性药物均有固定的CRH值B、接触角小于90度为易润湿C、CRH值可以作为药物吸湿性指标，一般CRH越大，越易吸湿D、水不溶性药物均有固定的CRH值E、接触角大于90度为易润湿第三题、判断题（每题1分，5道题共5分）1、无相互作用的水溶性药物混合后,混合物的临界相对湿度比单一物料时的临界相对湿度都低正确错误2、休止角大的粉体流动性好正确错误3、粉体的粒度越小其流动性越好正确错误4、筛析法仅适用于较粗大的粉体粒径的测定正确错误5、可用显微镜法测得有效径正确错误2、水溶性药物迅速增加吸湿量时的相对湿度为临界相对湿度正确错误。
粉体学基础教案资料
常用吸附用气体为氮气。
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Vm可通过BET公式计算：
p 1 C1 p V(p0p) VmC Vm p0
2．气体透过法 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。
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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。
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（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。
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1. 频率分布与累积分布
频率分布表示各个粒径相对应的粒子占 全粒子群中的百分数（微分型）。
累积分布表示小于（或大于）某粒径的粒子占全 粒子群中的百分数（积分型）。
百分含量基准可用
个数基准、质量基准、面积基准、体积基准、长 度基准等。测定基准不同，粒度分布曲线大不一样， 不同基准的粒度分布理论上可以换算。
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
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• 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。
3．有效径
定义 与粒子在液相中具有相同沉降速度的球形颗粒的 直径。该粒径根据Stokes方程计算所得，因此又称 Stokes径，记作DStk。
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•在粉体处理过程中应用较多的是质量和
13-药剂学-粉体学基础
一、粒子径与粒度分布
（三）平均粒子径 中位径（中值径）是最常用的平均径。 在累计分布中累积值为50％所对应的粒子径为 中 值径。用D50表示。
（四）粒子径的测定方法
1、显微镜法 2、筛分法 3、沉降法 4、感应区测定法：1）电阻变化法：库尔特计数器 2）光散射法：激光散射仪 5、比表面积法 粒子粒径是测量方向的函数，也是测量方法的函 数。 相同粒子用不同方法测量会得到不同粒径。因为 各种方法依据不同的原理。
（二）粉体密度的的测定方法
1、真密度与颗粒密度的测定 （1）液浸法 求真密度时，将颗粒研细，消除开口与闭口细 孔，使用易润湿粒子表面的液体，将粉体浸入液 体中，采用加热或减压脱气法测定粉体所排开的 液体体积，即为粉体的真体积。 求颗粒密度时，使用的液体不同，应为与颗粒的 接触角大，难于浸入开口细孔的液体。 如水银或水
（二）粉体密度的的测定方法
2、松密度与振实密度的测定 将粉体装入容器中测得的体积包括粉体的真体 积、粒子内孔隙和粒子间空隙等，不施加任何外 力测得的密度为松密度.经一定规律振动或轻敲后 测得的密度称振实密度.
粉体的空隙率
孔隙率是粉体层中空隙所占有的比例。 颗粒内孔隙率： ε内＝V内/(Vt＋V内) 颗粒间孔隙率：ε间＝V间/V 总孔隙率: ε总＝（V内＋V间)/V
第三节 粉体的密度与空隙率
一、粉体的密度 1、真密度（true density):粉体质量除以不包括 颗粒内外孔隙的体积求得的密度 2、颗粒密度（granule density)：粉体质量除以 包括开口细孔与封闭细孔在内的体积求得的 密度 3、松密度（堆密度，bulk density)：粉体质量 除以该粉体所占容器的体积求得的密度
筛号 一号筛 二号筛 三号筛 四号筛 五号筛 六号筛 七号筛 八号筛 九号筛 筛孔内径 （μm) 2000±70 850±29 355±13 250±9.9 180±7.6 150±6.6 125±5.8 90±4.6 75±4.1 工业筛目数 （孔/英寸） 10 24 60 65 80 100 120 150 200
《粉体学基础》课件
固结性
粉体的固结性表征了颗粒间力学 作用的强度，对于产品的稳定性 和质量具有重要影响。
粉体二次加工
1
分级筛分
通过筛分将不同粒度的粉体分离，达到产品尺寸的控制。
2
压制成型
将粉体加入模具中施加压力，使其成型为各种形状的产品。
3
干燥烘烤
将湿粉体通过烘烤等方法除去水分，增强产品的稳定性和质量。
粉体工程中的流动
降低工人接触粉尘的机会，改善工作环境。
实践案例
制药行业
粉体工程在制药工艺中的应用， 如药物制剂、颗粒制备等。化工行业金属行业
粉体工程在化工生产中的应用， 如催化剂制备、粉末材料合成等。
粉体工程在金属加工中的应用， 如金属粉末冶金、金属注射成型 等。
粉体概述
粉体是由固态物质通过研磨、粉碎等方法制成的细小颗粒物质。粉体广泛应 用于各个行业，如冶金、化工、医药等。了解粉体的基本概念和特性对于进 行粉体工程及相关研究具有重要意义。
粉体的物理学性质
表观密度
粉体的密度与颗粒间的间隙分布有关，表观密 度可用于评估颗粒填充状态。
分散性
粉体的分散性对于颗粒的分散均匀度和稳定性 有着重要作用。
流动性
粉体的流动性直接影响其加工性能，了解粉体 的流变行为是优化工艺参数的关键。
比表面积
粉体的比表面积反映了颗粒间作用力的大小， 对粉体的反应性和可溶性有一定影响。
粉体的力学性质
压缩性
粉体的压缩性可通过测定其体积 的变化来评估，对加工工艺和产 品性能有重要影响。
流变性
粉体的流变性反映了颗粒受力行 为的特点，了解粉体的流变行为 对于选择合适的加工方法至关重 要。
粉体在管道、设备中的流动行为对于粉体工程的设计和优化有着重要影响。了解流动的机理和特性对于解决流 动问题具有重要意义。
药剂学 粉粒学和流变学
第七节 粉体的压缩性
压缩性：表示粉体在压力下体积减少的能力。 成形性：表示物料紧密结合成一定形状的能力。
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第14章 流变学基础
第一节、概述 流变学(rheology)系指研究物体变形和流动的 科学，1929年由Bengham和Crawford提出。 物体的二重性：物体在外力作用下可观察到变 形和流动现象。 流变性：物体在外力作用下表现出来的变形性 和流动性
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。
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第六节 粉体的粘附性与凝聚性
粘附性：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(粘着性)：指同分子间产生的引力，如粉
(四)粒子径的测定方法
1、显微镜法：投影，主要测几何学粒径。 2、筛分法：”目”1英寸长度上开有的孔数。 3、库尔特计数法(Coulter counter): 通过细孔，
电阻与粒子体积成正比。
4、沉降法：根据Stoke’s 方程求出粒径的方法。 5、比表面积法：气体吸附法和透过法。
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➢触变流动的特点：等温的溶胶和凝胶的可逆转换。
➢塑性流体、假塑性流体、胀性流体中多数具有触 变性，它们分别称为触变性塑性液体、触变性假 塑性液体、触变性胀性液体。
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(五)粘弹性(viscoelasticity)
➢高分子物质或分散体系具有粘性和弹性双重特性， 称之为粘弹性。 粘弹性可用将弹性模型的弹簧和粘性模型的缓冲 器加以组合的各种模型表示：
粉体学基础
(2) 定方向径(投影径) 定方向接线径Df：Feret径(Green径)；在一定方向上 将粒子的投影面外接的平行线之间的距离
Feret径
定方向等分径Dm：Martin径 在一定方向上将粒子的投影面积分割为两等分的长度
定方向最大径Dk：Krummbein径； 在一定方向上分割粒子投影面积的最大长度
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)
算术平均径 DA=（a+b）÷2 几何平均径 a粗筛网直径 b细筛网直径
DA表示方式(-a+b)， 如某粉体的粒度表示为（-1000+900）μm
（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。
（一）粒子径的表示方法
➢ 1. 几何学粒子径(geometric diameter)：根据 几何学尺寸定义的粒子径，见图13-2。
• 测定方法：显微镜法、库尔特记数法等 • (1) 三轴径
• 在粒子的平面投影图上测定长径l与短径b，在投影平面 的垂直方向测定粒子的厚度h
• 长轴 • 短轴 • 厚度
➢ 物态3种，固体无流动性。 ➢ 固体粉碎成粒子群之后具有如下性质： • (1) 具有与液体类似的流动性；（沙漏） • (2) 具有与气体类似的压缩性；（装沙、米） • (3) 具有固体的抗变形能力。 • →粉体第四种物态
第十三章粉体学基础
粒度：在临界粒子径以上，随粒子径增加，粉体流
动性增加。 临界粒子径：当粒子径小于100微米，粒子容易发 生聚集，内聚力超过粒子重力，妨碍了粒子的重力 行为，这时的粒子径称为临界粒子径
粒子形状和表面粗糙性：不规则、粗糙，流动性差
影 响 因 素
吸湿性：吸湿性大，休止角大，流动性差。但当吸
湿量超过一定值后，水分起到润滑作用，流动性增
等价径：与粒子投影面积相等的圆的直径
外接圆等价径：离子投影外接圆的直径
粒 子 径
比表面积径：用吸附法或透过法测定粉体的比 表面积后推算出的粒子径
有效径：STOKES径。用沉降法测得。与被
测定粒子有相同沉降速度的球型粒子的直径 平均粒径：长度平均径、面积平均径等
粒子径的测定方法
光学显微镜法：药典规定。测定的是粒子的投
影而不是粒子本身 筛分法：一般45微米以上粒子径常采用 库尔特记数法： 沉降法：利用Stokes定律求出粒子径 t=C×1/d2 比表面积法：了解
粉体的流动性
表示方法：
休止角：静止状态的粉体集体自由表面与水 平面之间的夹角 流出速度：单位时间内流出的粉体的量
流动性影响因素
加。
加入润滑剂：
改善流动性的方法
适当增加粒子径
控制含湿量：过高：流动性差；过低：易分层 添加少量细粉：一般加量为：1%~2%
流变学简介
流变学：研究物体变形Байду номын сангаас流动。1929年提出
基本概念：
弹性形变：给固体施加外力，固体就变形，外
力解除，固体恢复原有的形状 粘性流动：液体受应力作用变形，产生流动。 应力解除后，变形状态仍保持不变，不能恢复 到原有状态
药剂学：粉体学基础
permeability method） Kozeny-Carman公式
Sw
A
Vm 6.021023 22400
N2的断面积A=0.162nm2/mol Vm：粉末表面达饱和吸附时所需气 体的体积，即单分子层的吸附量。
p
1 C 1 p
V(p0 p) VmC VmC p0
• 体积比表面积 单位体积粉体的表面积
Sv
s v
d 2 n d3 n
6 d
6
S：总表面积； v：体积
d：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
Sw
s w
d 2 n d3n
6 d
6
S≈d
比表面积的测定方法
• 气体吸附法（gas
adsorption method） BET（Brunauer，Emmett， Teller）公式
粒子径表示方法
1、几何学粒子径（geometric diameter） 2、球相当径 （equivalent diameter） 3、筛分径（sieving diameter）
粒子径表示方法
1、几何学粒子径
(1)三轴径 (2)定方向径 (3)投影面积圆相当径
1、几何学粒子径
(1) 三轴径——反映粒子的实际尺寸
½(a+b)
(a+b) ½
筛分法： ＞45m
➢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。
粒度分布—注意选择基准（纵坐标）
• 频率分布(frequency 累积分布（cumulative
《药剂学》练习题库：第十三章 粉体学基础
《药剂学》练习题库第十三章粉体学基础一、单项选择题1.下列哪项不属于几何学粒子径（）A.定方向径；B. 三轴径；C．比表面积等价径； D. 体积等价径。
2.下列关于药物吸湿性的说法有误的是（）A．水不溶性药物的混合物的吸湿性具有加和性；B. 根据E1der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；C. 一般药物的CRH越大，药物越易吸湿；D. 药物应贮存在湿度低于其CHR的环境下，以防吸湿。
3.粉体的密度可分根据所指的体积不同分为真密度、颗粒密度、松密度和振实密度等，这几种密度的大小顺序为（）A．真密度≥颗粒密度＞振实密度≥松密度 B. 真密度≥振实密度＞颗粒密度≥松密度C. 真密度≥颗粒密度＞松密度≥振实密度D. 真密度≥松密度≥颗粒密度＞振实密度5. 关于粉体润湿性的叙述正确的是（）A、粉体的润湿性与颗粒剂的崩解无关B、粉体的润湿性由接触角表示C、粉体的润湿性由休止角表示D、接触角小，粉体的润湿性差E、休止角小，粉体的润湿性差4. 下列关于休止角的正确表述为（）A、休止角越大，无聊的流动性越好B、休止角大于300，物料的流动性好C、休止角小于 300，物料的流动性好D、粒径大的物料休止角大E、粒子表面粗糙的物料休止角小6.CRH为评价散剂下列哪项性质的指标（）A、流动性B、吸湿性C、粘着性D、风化性E、聚集性7.当药物粉末本身（结晶水或吸附水）所产生的饱和蒸气压低于环境中水蒸气分压时产生（）A、风化B、水解C、吸湿D、降解E、异构化8.将CRH为78％的水杨酸钠50g与CRH为88％的苯甲酸30g混合，其混合物的CRH为（）A、69％B、73％C、80％D、83％E、85％9.在相对湿度为56％时，水不溶性药物的A与B的吸湿量分别为3g和2g，A与B混合后，若不发生反应，则混合物的吸湿量为（）A、8gB、6gC、5gD、2.8gE、1.5g10．粉体的基本性质不包括（）A．粉体的粒度与粒度分布B．粉体的比表面积C．粉体的重量D．粉体的密度E．粉体的润湿性11．关于粉体比表面积的叙述错误的是（）A．比表面积可以表征粉体粒子的粗细B．比表面积可以表征粉体的吸附能力C．粒子的表面积包括粒子的外表面积和内部的表面积D．粒子越小，粉体的比表面积越小E．测定比表面积的方法有气体吸附法12．关于粉体流动性的叙述正确的是（）A．粉体的流动性可用单一的指标来表示B．休止角是衡量粉体流动性的一个指标C．休止角越大，流动性越好D．粉体粒度越小，流动性越好E．粉体含水量越低，流动性越好13、休止角θ表示粉体的流动性时，一般认为满足生产流动性的需要，θ应为（）A.θ≤60°B.θ≤50°C.θ≤40°D.θ≤30°E.θ≤20°14、包括粉体本身孔隙和粒子间空隙在内的体积计算的密度为（）A.真密度B.松密度C.全空隙密度D.粒密度E.高压密度15、关于粉体的流动性叙述正确的是（）A.粉体休止角越小,流动性越差B.粉体流出速度越大, 流动性越好C.粉体粒径越小, 流动性越好D.添加细粉可以改善粉体流动性,所以必须大量添加细粉E.适当增加粒径可增加粒子表面自己能,改善粉体的流动性16、根据stock’s方程计算的粒径称为（）A.有效径B.径向径C.筛分径D.等价径E.体积等价径17、粉体质量除以不包括颗粒内外空隙的体积求得的密度是（）A.松密度B.堆密度C.真密度D.粒密度E.高压密度。
药剂学：粉体学基础
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/Stoke’s 径 比表面积法：气体吸附法和透过法。不能得到粒度分布。
三、粉体粒子的比表面积
（一)比表面积
粒子比表面积：指单位重量或体积所具有的粒 子表面积。
Sw=6/d； Sv=6/d
Sw ,Sv分别为重量和体积比表面积， 为粉体粒密度，d面积平均径。
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(二)比表面积测定
1. 吸附法(BET法)
Sw=ANVm = AVm /22400 *6.028*1023
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
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。
(二)粒度分布★
9
可参见P86 图6-6
频率最多 的粒子径
中位径/ 中直径
（三）平均粒径（mean diameter） P87
个数平均径/算术平均径 dln=(nd)/n
药剂学课件粉体学基础yj
粉体的空隙率
库尔特计数法 1~600 气体透过法 1~100 氮气吸附法 0.03~1
显微镜法（microscopic method）
是将粒子放在显微镜下，根据投影像测得粒径的方法，主要测定几何粒径。 光学显微镜可以测定微米级的粒径，电子显微镜可以测定纳米级的粒径。测定时应避免粒子间的重叠，以免产生测定的误差。 主要测定以个数、面积为基准的粒度分布。
总= V -Vt/V =1- b/t
总孔隙率
04
间=V-Vg/V = 1- b/g
粒子间孔隙率
03
内=Vg-Vt/Vg =1-g/t
粒子内孔隙率
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空隙率（porosity）是粉体层中空隙所占有的比率。
01
第四节 粉体的流动性与充填性
（一）粉体密度的概念
粉体的密度系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为：真密度、颗粒密度、松密度三种。
是指粉体质量（W）除以不包括颗粒内外空隙的体积（真体积Vt）求得的密度。
ρt = w/Vt
2.颗粒密度（granule density) ρg
第十三章 粉体学基础
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药剂学第13-14章
粉体学基础
第一节
概述
粉体学(micromeritics)是研究无数个固体粒
子集合体的基本性质及其应用的科学。
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。
单体粒子叫一级粒子（primary particles)；
3. 沉降法（sedimentation method）
是液相中混悬的粒子在重力场中恒速沉降 时，根据Stocks方程求出粒径的方法。 Stocks方程适用于100μm以下的粒径的测 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。
图和函数等形式表示。
1. 频率分布与累积分布
频率分布表示与各个粒径相 对应得粒子在全粒子群中所 占的百分数（微分型）
累积分布表示小于（pass） 或大于（on）某粒径的粒子 在全粒子群中所占的百分数 （积分型）。
百分数的基准可用个数基准、质量基准、面
积基准、体积基准、长度基准等表示。
表示粒度分布时必须注明测定基准，不同的
(2)定方向径（投影径）：
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。
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。
Martin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。
三、粒子的比表面积
（一）比表面积的表示方法
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和重量 比表面积SW。 Sw=6/dvs； Sv=6/dvs Sw ,Sv分别为重量和体积比表面积， 为粒子 真密度，dvs体积或面积平均径。
粉体学
（3）折射法(refraction)
采用狭角扫描沉降光度计测定
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粉体学与流变学
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Kozeny-Carman公式
SV SW A Pt 14 2 LQ (1 )
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A－粉体层面积；L-粉体层长度；P －粉体层两侧流 体的压力差； －流体的粘度； －粉体的孔隙率； Q－t时间通过粉体层的流量
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粉体学与流变学
11
（一）粒子径的表示方法
（c）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。
（d）体积等价径：与粒子的体积相同的球体直径，也
叫球相当径／用库尔特计数器测得，记作 DV 。粒子的体 积V
3 DV / 6 。
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第一节
概 述
单个粒子叫一级粒子（primary particle），聚结粒子 叫二级粒子（second particle）
一级粒子（左）和二级粒子（右）的光学照片
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粉体学与流变学
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第一节
概 述
物态有三种:固体/液体/气体 液体和气体具有流动性/固体没有流动性 将固体粉碎成粒子群后,则有(1)液体类似的流动性;(2)
表示。
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粉体学与流变学
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粉体学与流变学
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（四）粒子径的测定方法
（measuring of particle diameter） 粒子径的测定原理不同，粒子径的测定范围也不同。 表13－3列出了粒径的不同测定方法与粒径的测定范
《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
第13章 粉体学基础(营销本)
制粒、加入助流剂
五、粉体的压缩性质
• 压缩性：表示粉体在压力下体积减少的能 力。 • 成形性：表示粉体在压力下结合成坚固压 缩体的能力。 • 简称为压缩成形性
第七节 粉体的压缩性
机理：
• • • • • • 粒子间产生范德华力、静电力等引力 受压产生塑性变形，粒子间接触面积↑ 新生表面自由能↑ 嵌合产生机械结合力 摩擦生热，低熔点物料形成“固体桥” 水溶性成分结晶形成“固体桥”
第二节 粉体粒子的性质
几何学粒径分为：
（1）三轴径：长轴径、短轴径、厚度 （2）定方向（投影）径： • 定方向接线径（Feret径）、定方向等分径 （Martin径）、 定方向最大径 （Krummbein径）
（3）圆相当径：面积相当、周长相当
（4）球相当径：体积相当、表面积相当
第二节 粉体粒子的性质
含水量
控制含水量
粉体流动性
第四节 粉体的流动性与充填性
5）助流剂的影响 • 减小粒子表面粗糙性，降低摩擦力和静电 力，改善粒子流动性 • 适量助流剂：0.5～2%滑石粉、微粉硅胶等
三
粉体的吸湿性与润湿性
P:空气中水蒸气分压 Pw:物料表面水蒸气分压
P> Pw P< Pw
（一）吸湿性 • 固体表面吸附水分 的现象。
第二节 粉体粒子的性质
（二）比表面积的测定方法
• 气体吸附法:N2
• 气体透过法
第三节
粉体的其他性质
一、密度与孔隙率
一）密度：指单位体积粉体的质量
• 粉体的体积包括：粉体自身的体积、粉体粒
子之间的空隙和粒子内的孔隙。
• 表示方法：真密度、颗粒密度、堆密度
第三节 粉体的密度与空隙率
粉体内空隙 粉体间空隙
粉体学基础
第十三章粉体学基础第一节概述粉体是无数个固体粒子集合体的总称，粒子是粉体运动的最小单元，粉体学（micromeritics）是研究粉体的基本性质及其应用的科学。
通常所说的“粉”、“粒”都属于粉体的范畴。
通常将小于100μm 的粒子叫“粉”，大于100μm 的粒子叫“粒”。
在一般情况下，粒径小于100μm 时容易产生粒子间的相互作用而流动性较差，粒径大于100μm 时粒子的自重大于粒子间相互作用而流动性较好，而且可用肉眼看得到“粒”。
组成粉体的单元粒子也可能是单体的结晶，也可能是多个单体粒子聚结在一起的粒子，为了区别单体粒子和聚结粒子，将单体粒子叫一级粒子（primary particle），将聚结粒子叫二级粒子（second particle）。
在粉体的处理过程中由范德华力、静电力等弱结合力的作用而生成的不规则絮凝物（random floc）和由粘合剂的强结合力的作用聚集在一起的聚结物（agglomerate）都属于二级粒子。
在制药行业中常用的粒子大小范围为从药物原料粉的1μm 到片剂的10mm。
众所周知，物态有三种，即固体、液体、气体，液体与气体具有流动性，固体没有流动性。
但将大块儿固体粉碎成粒子群之后则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。
因此常把“粉体”视为第四种物态来处理。
在粉体的处理过程中，即使是一种物质，如果组成粉体的每个粒子的大小及粒度分布以及粒子形状不同、粒子间孔隙中充满的气体及吸附的水分等不同，也会严重影响粒子间的相互作用力，使粉体整体的性质也发生变化，因此很难将粉体的各种性质像气体、液体那样用数学模式来描述或定义。
然而粉体技术也能为固体制剂的处方设计、生产过程以及质量控制等诸方面提供重要的理论依据和试验方法，因而日益受到药学工作者的关注。
在医药产品中固体制剂约占70%～80%，含有固体药物的剂型有散剂、颗粒剂、胶囊剂、片剂、粉针、混悬剂等。
《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。
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（ 二）粉体流动性的影响因素与改善方法
1. 增加粒子大小 2. 粒子形态与表面粗糙度 3. 含湿量 4. 加入助流剂的影响
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第五节 粉体的吸湿性与润湿性
一、吸湿性
1.临界相对湿度 CRH
Critical Relative Humidity
1. 干燥状态下的范德华力和静电力 2. 润湿状态下的液体桥和干燥状态下的固体桥
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第七节 粉体的压缩性
粉体压缩成形的机制
1. 压缩后粒子间的范德华力、静电力 2. 粒子受压后塑性变形，粒子间接触面积增大 3. 粒子受压破碎产生较大的表面自由能 4. 粒子受压变形相互嵌合 5. 粒子间加压熔融后形成的晶体桥 6. 水溶性成份在接触点析出结晶而成的固体桥
b=W/(Vt+V1+V2)=W/V
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第四节 粉体的流动性与充填性
（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（flow velocity)
3. 压缩度 C f 0 100(%) f
ρf:最紧密度 ρ0: 最松密度
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19Biblioteka 复习题1. 粒径的测定方法与粒径的表示方法。 2. 粉体密度的三种定义。 3. 粉体流动性的评价方法、影响因素与改善方法。 4. 粉体的吸湿性与润湿性的药剂学意义。
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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 2. 重量比表面积 Sw cm2/g
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第三节 粉体的密度与孔隙率
一. 粉体的密度
（一）粉体密度的概念
粉体的体积
密度公式: 真密度t=W/Vt 颗粒密度g=W/(Vt+V1 ) 松(堆)密度
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（三）平均粒子径
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（三）粒子径的测定方法
• 1. 显微镜法
•
光学显微镜 微米级
•
电子显微镜 纳米级
• 2. 库尔特计数法 体积球等价径
• 3. 沉降法
• 4. 比表面积法
• 5. 筛分法 以重量为基准的筛分粒径分布和平均粒径
• 6. 激光散射法
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2.水溶性药物的CRH CRHab=CRHa×CRHb 3.水不溶性药物的吸湿性 没有CRH,吸湿性具有加和性
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二、润湿性 Yong’s 公式 γs=γSL+γLcosθ 润湿性与水溶性
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第六节 黏附性与凝聚性
第十三章 粉体学基础 (P316)
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第一节 概述
• 粉 ﹤100μm 100 μm ﹤ 粒
• 特点
•
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. 具有固体的抗应变能力
•
“第四种物态”
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第二节 粉体粒子的性质
• 一、粒子径与粒度分布
• （一）粒子径的表示方法
• 1. 几何学粒子径
•
三轴径
•
定方向径 （投影径） 定方向接线径 Feret 径
•
定方向最大径 Krummbein 径
•
定方向等分径 Martin径
•
投影面积圆相当径（Heywood径）
•
体积等价径
•
表面积等价径
•
比表面积等价径
•
有效径
•
筛分径
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（二）粒度分布