粉体学基础

粉体学基础知识总结，包括粒径与粒度分布、粒子径与粒度分布、粉体的比表面积、粉体的密度与空隙率、粉体的流动性与充填性等内容。

第十章 粉体学基础

• 第一节 概述
  • 粉体学（micromeritics）的概念： 是研究粉体所表现的基本性质及其 应用的科学
  • 粉 体 无数个固体粒子的集合体的总称 粉体中不能再分离的运动单元 小于100微米—粉 大于100微米—粒 单个粒子－一级粒子 聚结粒子－二级粒子
• 第二节 粉体的基本性质
  • 一、粒径与粒度分布
    • 1. 几何学粒子径
      • 根据几何学尺寸定义的粒子径。
      • 测定方法：显微镜法、库尔特记数法
        • (1) 三轴径 ◼ (2) 定方向径(投影径) ◼ Feret径(Green径)；Krummbein径；Martin径 ◼ (3) 投影面积圆相当径 ◼（4）等体积（球）相当径 等体积（球）相当径、等表面积（球）相当径、等比表面 积（球）相当
    • 2.沉降速度相当径
      • 粒径相当于在液相中具有相同沉降速度的球形颗粒的直径
    • 3. 筛分径
      • 又称细孔通过相当径。通过筛网截留的算术或几何平 均径。
  • 二、 粒子径与粒度分布
    • 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。
    • 频率分布(frequency size distribution)：表示各 个粒径的粒子群在总粒 子群中所占的百分数。
    • 累积分布(cumulative size distribution)：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。
    • 百分数的基准：个数基准、 质量基准、面积基准、体积 基准、长度基准等
    • 粒径的测定方法
      • 粒子形态 形状指数、形状系数 指一个粒子的轮廓或表面上各点所构成的图像
  • 三、粉体的比表面积
    • 比表面积的表示方法
      • 1.体积比表面积：单位体积粉体的表面积
      • 2.重量比表面积：单位重量粉体的表面积
    • 比表面积的测定方法
      • 直接测定粉体比表面积的常用方法：气体吸 附法和气体透过法。
  • 4.粉体的密度与空隙率
    • 粉体的密度
      • 粉体的密度：系指单位体积粉体的质量。
      • 固体粉末“轻质”与“重质”之分
    • 粉体的空隙率
      • 空隙率(porosity)：粉体层中空隙体积所占有的比率。 分为颗粒内空隙率、颗粒间空隙率、总空隙率等。测 定方法有压汞法、气体吸附法等
    • 空隙率的意义
      • 1.压片过程中体积减少 2.片剂吸水崩解，5%-35%
  • 5.粉体的流动性与充填性
    • 粉体的流动性
      • 粉体的流动性(flowability)与粒子的形状、大小、表 面状态、密度、空隙率等有关，加上颗粒之间的 内摩擦力和粘附力等的复杂关系，粉体的流动性 无法用单一的物性值来表达。
      • 采用与处理过程相适应的方法来测定评价粉体的 流动性
    • 粉体流动性的评价与测定方法
      • 1．休止角(angle of repose)：静止状态的粉体堆积体自 由表面与水平面之间的夹角。常用的测定方法有注 入法、排出法、倾斜角
      • 2．流出速度(flow velocity)：将物料加入漏斗中，用全 部物料流出所需的时间来描述。
      • 3．压缩度(compressibility)：将一定量的粉体轻轻装入量筒 后测量最初松体积，采用轻敲法(tapping method)使粉体 处于最紧状态，测量最终的体积；计算最松密度ρ0与最 紧密度ρf。计算压缩度C。
    • 粉体流动性的影响因素与改善方法
      • ◼ 1．粒子大小：↑粒径、制粒，降低粒子间的附着力 、凝聚力。 ◼ 2．粒子形态及表面粗糙度：球形、光滑 ◼ 3．含湿量：吸湿性，适当干燥 ◼ 4．助流剂或润滑剂的影响：加入助流剂 ◼ 5．密度：密度大利于流动、0.4g/cm3满足要求
  • 6.粉体的吸湿性与润湿性
    • 吸湿性 ◼ 吸湿性(moisture absorption)是指固体表面吸附 水分的现象。
    • 防湿对策是药物制剂中一个重要话题 ◼ 润湿、固化等物理变化（物理稳定性） ◼ 变色、分解（化学稳定性） ◼ 霉变（生物稳定性
    • ❖药物的吸湿性与空气状态有关。 ❖平衡水分：当物料表面产生的水蒸气压与空气 中水蒸气分压相等时，吸湿与干燥达到动态平 衡，此时物料所含水分称~。 ❖平衡水分与物料的性质及空气状态有关。 ❖吸湿平衡曲线
    • 水溶性药物的吸湿性
      • 临界相对湿度(Critical Relative Humidity，CRH)：水溶性药 物在相对湿度较低的环境下 ，几乎不吸湿，而当相对湿 度增大到一定值时，吸湿量 急剧增加，一般把这个吸湿 量开始急剧增加的相对湿度 称为~，CRH是水溶性药物 的特征参数
    • 水不溶性药物的吸湿性
      • 水不溶性药物的吸湿性随着 相对湿度变化而缓慢发生变 化，没有临界点。
    • 润湿性
      • 润湿性(wetting)：固−气界面变为固−液界面的现象。 ◼ 粉体的润湿性对片剂、颗粒剂等固体制剂的崩解性、溶 解性等具有重要意义。 ◼ 接触角(contact angle)：液滴在固液接触边缘的切线与固体 平面间的夹角。(0~180º) 。接触角(<90º)↓润湿性↑。
  • 粉体的充填性
    • （一）粉体充填性的表示方法
    • （二）颗粒的排列模型
    • （三）充填状态的变化与速度方程
    • （四）助流剂对充填性的影响
  • 7.粉体的压缩性质
    • 一、粉体的压缩特性
      • ◼ 压缩性(compressibility)：粉体在压力下体积减少的能力 ◼ 成形性(compactibility)：粉体在压力下结合成坚固压实体 的能力