粉体学基础精品课件

1、粉体学基础第1页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第六章 粉体学基础第2页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二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、凝聚性与压缩性第3页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二主要内容 第一节概述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

2、五节 粉体的压缩性质第4页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二 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”； 第一节概述第5页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二颗粒名称 粒径块状颗粒broken particles3mm粒状颗粒granular particles3mm100 m 粉末 powder1000.1 m 粗粉granular powder100-10 m 细粉 fine powder10-1

3、 m 超细粉ultra fine powder1-0.1 m 纳米粒nanoparticle0.1 m 粉体微粒大小的分类第6页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二粉体学研究的内容？ 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。第一节 概述第7页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二“第四物态” 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）第8页，共62页，2022年，5月20日，17点

4、9分，星期二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、粒子的比表面积第9页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二一、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） 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第10页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二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

5、 diameter）第11页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二粒子径表示方法及其测定方法1、几何学粒子径三轴径定方向径圆相当径球相当径：体积相当径、表面积相当径、比表面积相当径第12页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二1、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）第13页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二(2) 定方向径 (3)圆表积相当径Heywood径Feret径：定方向接线径 Martin径：定方向等分径 Krummbein径：定方向最大径 Heywood径DH投影面积圆相当径 第14页

6、，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二（3）球相当径体积球相当径表面积球相当径等比表面积相当径第15页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二（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：1600 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。第16页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二（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。第17页，共62页，

7、2022年，5月20日，17点9分，星期二2、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 。第18页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二3、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(a+b)(ab) 第19页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二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。筛分法： 45m 第20页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二 粒子径的测定原理及方法

8、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。 第21页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二粒度测定方法1.显微镜法（microscopic method）主要测定几何粒径主要测定以个数、面积为基准的粒度分布。显微镜第22页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二Stocks径,0.5m-100m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。常用于不溶性物料的粒度测定。3. 沉降法（sedimentation method）离心沉降

9、重力沉降第23页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二测得的是等体积球相当径(1m-600m)，粒径分布以个数或体积为基准。混悬剂、乳剂、脂质体、粉末药物等可以用本法测定。2.库尔特计数法（coulter counter method）库尔特计数器第24页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二是应用最广的测量方法。常用的测定范围在45m以上。5. 筛分法（sieving method）丝网筛电沉积筛第25页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二气体吸附法、气体透过法气体透过法只能测粒子外部比表面积，粒子内部空隙的比表面积不能测，因此不适合用于多孔

10、形粒子的比表面积的测定。6、比表面积的测定方法透过法第26页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二现代新技术综合性图像分析系统：德国ZBAS2000图像分析仪静态光散射法：根据夫朗和费衍射理论设计的激光粒度仪的测量范围为31000m。 如LSP激光粒度仪(中国天津大学)、SERIES2600型激光粒度仪(英国)、SKL7000激光粒度分析仪(日本)、LS100型和LS200型全自动激光粒度分析仪(美国)等。动态光散射法：适于测定亚微米级颗粒,测量范围为0.0015m,如SERIES4700激光动态光散射粒度分析仪(英国)。第27页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，

11、星期二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第28页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二粒度分布注意选择基准频率分布(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） 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中位径第29页，共62页，2022年，5月20日，17点9分

12、，星期二是指由不同粒径组成的粒子群的平均粒径。中位径是最常用的平均径，也叫中值径，在累积分布中累积值正好为50%所对应的粒子径，常用D50表示。中位径-平均粒子径第30页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第31页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二（一）形状指数 球形度 圆形度（二）形状系数二、粒子的形态第32页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二 （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 （二）意义 1.粒子大小的量度 2.影响粒子吸附、药理三.粒子的比表面积第33页，共6

13、2页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第三节 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34页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二一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） 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)第35页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二（一）粉体的密度1、粉体的密度真密度（true density，t）颗粒密度（granule density，g ）松/堆密度（bulk

14、 density，b ） 振实密度（tap density，bt ）tgbtb 第36页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二（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）比重瓶压力比较法 松密度与振实密度-量筒法 m0空瓶重，ms瓶+样maL=瓶+样+液mL瓶+满液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第37页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二（二）粉体的空隙率(porosity)空隙率：指粉体层中空隙所占有的比率。空隙率影响粉体充填性：如

15、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%。）第38页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二二、粉体的流动性与充填性（一）粉体的流动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（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第39页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二（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.压缩度第40页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二rh休止角：是指松堆

16、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。第41页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二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30时流动性好，40时可以满足生产过程中流动性的需求。第42页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二流出速度的测定移去挡板的同时开始计时在规定条件下，一定量粉体流出时间越短，流动性越好。第43页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二压缩度的测定电动机物料固定螺丝V0V1f

17、0f:最紧密度0: 最松密度压缩度20%以下时粉体流动性好。第44页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二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第45页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二 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）粉体流动性的影响因素与改善方法第46页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二（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

18、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第47页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二粒径/m休止角0 200 400 600 800 70 60 50 40 30 第48页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二含水量对粉末黏结力的影响1 海藻酸钠2西黄蓍胶3小麦淀粉4玉米淀粉5马铃薯淀粉第49页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二三、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。 PwPPPw吸潮PwPPPw风干平衡水分 、 物料吸湿特性曲线第50页，共

19、62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二水溶性药物吸湿平衡曲线第51页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二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； 意义：作为药物吸湿性指标；为生产、贮藏环境提供参考；为选择防湿性辅料提供参考。 第52页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二水不溶性药物吸湿平衡曲线混合物的吸湿性具有加和性第53页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二（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54页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二（二）润湿性完全不润湿不能润湿能润湿完全润湿接触角预测固体润湿情况！接触角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55页，共62页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第四节黏附性与黏着性黏附性（adhesion）