粉体基础与流变学基础

关于粉体基础与流变学基础第1页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三第五章粉体学粉体学：研究各种形状粒子聚合体性质的科学。粉体的基本性质

形态和比表面积粒径与粒度分布粉体的密度孔隙率和填充率流动性粉体学在药剂中的应用第2页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三一、粉体的基本性质（一）定义粉体是无数个固体粒子的集合体在制药行业常用研究范围：1µm~10mm

纳米级别的研究正在深入发展“第四态”：流动性、压缩性、抗形变粉（Powders):≤100µm

粒（Particles):＞100µm第3页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三一级粒子：单一粒子——结晶、实体颗粒

第4页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三二级粒子：单一粒子的聚结物——造粒物第5页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三（二）形态和比表面积形态：球形、立方形、片状、柱状、鳞状、棒状、针状、块状、纤维状等。比表面积：单位重量（或体积）粉体所具有的表面积一、粉体的基本性质第6页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三粒子形态形状指数：1、球形度2、圆形度形状系数1、体积形状系数2、表面积形状系数3、比表面积形状系数第7页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三粒子比表面积比表面积表示方法：1、体积比表面积2、重量比表面积第8页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三（三）粒径与粒度分布

粒径：粒子的大小，是决定粉体其他性质的最基本的性质。粒子径：几何学径（长、短径、定向径、等价径等）、比表面径、有效径、平均径粒子径的测定方法：光学显微镜法、筛分法、库尔特计数法、沉降法、比表面积法

粒度分布：反应粒子大小的均匀程度。一、粉体的基本性质第9页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三

真密度：ρp=W/Vp

粒密度：ρg=W/Vg

堆密度：ρb=W/Vb一、粉体的基本性质（四）粉体的密度第10页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三真密度ρp=W/Vp不包括颗粒内外空隙的体积第11页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三

ρg=W/Vg粒密度不包括颗粒之间空隙的体积第12页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三

ρb=W/Vb堆密度(松密度）粉体所占容器的体积第13页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三孔隙率：粉体中孔隙容积所占的比例

ε=（Vb–Vp）/Vb一、粉体的基本性质（五）孔隙率和填充率第14页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三一、粉体的基本性质（五）孔隙率和填充率

填充率

g=1–ε第15页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三休止角和流速表示休止角一、粉体的基本性质（六）流动性

hr第16页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三

一、粉体的基本性质（六）流动性

判断哪堆粉末流动性好？AB第17页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三休止角测定一、粉体的基本性质（六）流动性

第18页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三1、休止角

一、粉体的基本性质（六）流动性

≤30°流动性好≤40°基本满足≥40°流动性差第19页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三2、流速:单位时间内粉体由一定孔径的孔或管中流出的速度。3、内摩察系数一、粉体的基本性质（六）流动性

第20页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三

影响流动性的因素

粒子大小及分布粒子形态及表面粗糙性含湿量加入助流剂、润滑剂一、粉体的基本性质（六）流动性

第21页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三改善流动性的方法适当增加粒子径控制含湿量添加少量细粉加入润滑剂第22页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三

指固体表面吸附水分的现象后果：流动性下降、固结润湿、液化，直至促进化学反应而降低药物稳定性。A水溶性药物：临界相对湿度CRH

水溶性药物混合物：CRHAB=CRHA·CRHBB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。混合物的吸湿性具有加和性。一、粉体的基本性质（六）吸湿性

第23页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三测定CRH的意义1、可作为药物吸湿性的指标2、为生产、储藏的环境提供参考3、为选择防湿性辅料提供参考第24页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三25

(七)润湿性(wetting)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。液滴在固液表面边缘的切线与固体平面间的夹角称接触角。固体的润湿性用接触角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式中，Ysg、Ysl、Ylg分别固-气、固-液、气-液间的界面张力。第25页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三26

θ=0º，完全润湿；θ=180º，完全不润湿；θ=0-90º，能被润湿；θ=90-180º，不被润湿。第26页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三（八）粘附性与凝聚性粘附性是指不同分子间产生的引力。凝聚性是指同分子间产生的引力。原因：干燥时主要是范德华力与静电力；湿润时主要是液体桥或水分蒸发产生的固体桥。第27页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三（九）压缩成形性压缩性指粉体在压力下体积减少的能力；成形性表示物料紧密成一定形状的能力。压缩成形性原理：1、压缩后粒子间距离近产生范德华力与静电力；2、受压朔性变形使粒子间接触面增大；3、粒子受压破碎产生新生面积具较大表面自由能；4、压缩中摩擦产热发生熔融，解压形成固体桥；第28页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三5、粒子在受压变形时相互嵌合产生机械结合力；6、水溶性成分在粒子的接触点析出结晶形成固体桥。第29页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三二、粉体学在药剂中的应用1．在处方设计中的应用保证药物制剂的质量：溶出、崩解、稳定性、外观、活性物质的均匀性、强度等。保证生产过程的顺利进行：流动性、充填性、压缩成形性、粘冲、退片等。第30页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三2．在固体制剂生产工艺中的应用

控制参数：粒度、粒度分布、流动性、充填性、湿含量、上下冲压力、模壁残留压力等，最终得到合格产品。二、粉体学在药剂中的应用第31页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三3.便于控制固体制剂的质量,有利于GMP的实施，推动自动化、连续化、现代化生产。4.促进现代技术与新剂型的发展纳米技术在制剂中的研究领域需要去探讨。提高溶出度-促进药物的吸收、胶体制剂的发展、粉末吸入剂、难溶性药物的溶液制剂等二、粉体学在药剂中的应用第32页，讲稿共35页，2023年5月2日，星期三流变学基础一、流变学的基本概念

1、流变学就是研究液体流动和固体变形的科学。2、内应力给固体施加外力时固体内部存在的使固体保持原状的力；3、弹性变形与塑性变形：4