6第六章-粉体学基础

接触角θ预测固体润湿情况！
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：
－压缩产热→熔融→重新固化；
－水溶性成分→析出结晶
思考题
1. 颗粒大小的表示方法和测定方法有哪些？ 2. 用于表示粉体的密度有几种，各种密度间有
何关系？
3. 一般采用哪些参数来表示粉体的流动性？ 4. 水溶性药物吸湿的特点及CRH？
18 h ( p l ) g t
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
½(a+b) (ab) ½
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。
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>Pw
P Pw P<Pw P Pw
吸潮
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 CRHAB＝ CRHA× CRHB，与各成分的量 无关；
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
意义：
①作为药物吸湿性指标；
②为生产、贮藏环境提供参考；
③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。
接触角
（二）润湿性
完全润湿
完全不润湿
不能润湿
能润湿
h
r
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θ ≤30°时流动性
好，θ ≤40°时可以满足生
产过程中流动性的需求。
http://www.tudou.com/programs/view/HnrPI_QBUPI/
流出速度的测定
移去挡板的同 时开始计时
Feret径：定方向接线径
Krummbein径： 定方向最大径
Martin径：定方向等分径
Heywood径DH 投影面积圆相当径
（3）球相当径
① 体积球相当径 ② 表面积球相当径 ③ 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。
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
ρ t≥ρ g＞ρ bt≥ρ b –真密度（true density，ρt）
–颗粒密度（granule density，ρg ）
–松/堆密度（bulk density，ρb ） 振实密度（tap density，ρbt ）
＋
①在干燥状态下主要是范德华力与
静电力的作用； ②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：
①增大粒径——湿法制粒。
②加入助流剂。 ③ 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
① 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；
② 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
③粒子受压变形相互嵌合产生机械结合力； ④固体桥
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）
第一节 概述
• 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）
（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 。
D stk
（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
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。
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
第一节 概述
主要内容
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
第一节 概述
• 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）； -- ＞100m“粒”，＜100m“粉”；
间
内
＝
W Vg Vt Vg g ＝ 1 1 W Vg t Vt
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%。）
（一）粉体的流动性
二、 粉体的流动性与充填性
– 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
粒子径表示方法及其测定方法
1、几何学粒子径
(1)三轴径
(2)定方向径 (3)圆相当径 (4)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 Heywood径
(3)圆表积相当径
–-量筒法
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
• 空隙率：指粉体层中空隙所占有的比率。
总 V内 V间 V
V 间 V
V 内 Vt V 内
（二）粉体的空隙率(porosity)
V Vt b ＝ 1 V t
V Vg V b 1 g
在规定条件下，一定量粉体流出时间越短， 流动性越好。
wenku.baidu.com
压缩度的测定
固定螺丝
f 0 C 100(%) f
物料
ρ0
电动机
V0
ρf
ρ f:最紧密度
V1
ρ 0: 最松密度 压缩度20%以下时粉体流动性好。
颗粒和粉末特性分析仪（多功能型）
振实密度 松装(自然堆积)密度 休止角
流出时间 空隙率
2. 重量比表面积 Sw cm2/g
（二）意义 1.粒子大小的量度 2.影响粒子吸附、药理
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）
（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
m0空瓶重，ms＝瓶+样 maL=瓶+样+液 mL＝瓶+满液
–压力比较法
松密度与振实密度
( mS m 0 ) l t (m L m0 ) (maL mS )
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）
（ 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
（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/cm2