药剂学第六章粉体学基础
第六章 粉体学基础
第一节 概述
粉：<100µm，粒：>
药剂：
100µm
1µm ~ 10mm 第四种物态：非液，非气，非固； 似液，似气，似固 固体制剂的知识基础
一级粒子
二级粒子
志愿者服用不同粒径的非那西丁混悬液 后，体内血药浓度图
问题：为什么颗粒越小，其血药浓度越大？
第二节 粉体粒子的性质
重量比表面积
（二） 比表面积的测定方法
1。气体吸附法 BET公式
V-在p压力下1g粉体吸 附气体的量 C:常数 P0:实验温度下吸附气 体饱和蒸汽压 Vm：单分子层吸附量 A:氮气的截断面积 A=0.162nm2
vM 23 S w A. .6.02 10 22400
P 1 c 1 P v( P0 P) vM c vM c P0
二、包合物
包合物----一种分子被包嵌于另一种分子的空穴 结构内而形成的络合物。 主分子、客分子 主分子（包合材料）具有较大的空穴结构，足 以将客分子（药物）容纳在内，通常按1:1比例 形成分子囊 包合物能否形成，主要取决于主分子和客分子 的立体结构和两者的极性，客分子必须与主分 子的空穴形状及大小相适应。包合物的稳定性 主要取决于两组分间Vander Waals引力的大小。
固体分散物制法
熔融法
滴丸（苏冰滴丸）
药物 放置变 脆
熔融
载体
骤冷固化
检查
溶剂法
药物 有机溶 剂 载体 蒸发 干燥 检查
固体分散物制法
溶剂—熔融法
药物 有机溶剂 混合 载体 熔融
骤冷固化
放置变 脆
检查
研磨法
药物
强力持久地研磨
第章粉体学基础PPT课件
有效径的测定法还有离心法、比浊法、沉降天平法、光扫描 快速粒度测定法等
26
4．比表面积法(specific surface area method)
原理：粉体比表面积与粒径关系 • <100μm，吸附法、透过法，不能得到粒度分布
5．筛分法(sieving method)
• 粒径与粒径分布的测量中应用最早、最广，且简单、快 速的方法，> 45μm，重量基准。
• DH—Heywood 径(DH=(4A/π)1/2) • L-粒子的投影周长。
33
（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？
21
• 筛分法测定累积分布时，以筛下粒径累计的 分布叫筛下分布(undersize distribution)； 以筛上粒径累积的分布叫筛上分布(oversize distribution)。
• 筛上累积分布函数F(x)和筛下累积分布函数 R(x)与频率分布函数f(x)之间的关系式见课 本：P319 (13-4) (13-5) (13-6)
• 1.体积比表面积：单位体积粉体的表面积，Sv，
•
cm2/cm3。
Sv
s v
d 2n d 3 n
6 d
(13-13)
6
S-粉体粒子的总表面积 V-粒子的体积 d-面积平均径 n-粒子个数
36
2.重量比表面积：单位重量粉体的表面积，Sw，
cm2/g。
Sw
s w
d 2n d 3n
《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：粉体学基础
物料风干示意图
44
6、粉体的吸湿性
水是化学反应的媒介。 固体药物吸附水份以后，在表面形成一层液膜，分解反
应就在液膜中进行。 药物是否容易吸湿，取决于其临界相对湿度（Critical
Relative Humidity）,化合物的CRH越低对湿度越敏感。 药物的降解反应速度与环境的相对湿度成正比。
( ) g t
p
l
8
1、粒子径的表示方法
➢ 筛分径（sieving diameter）
当粒子通过粗筛网且被截留在细筛网上时，粗细筛 孔直径的算术或几何平均值称为筛分径。
算术平均值 几何平均值
D ab
A
2
D ab A
a—粒子通过的粗筛网直径， b—截留粒子的细筛网直径 9
1、粒子径的表示方法
4
1、粒子径的表示方法
➢ 几何学粒子径 geometric diameter
̶ 等体积径 equivalent volume diameter ̶ 比表面积等价径 equivalent specific surface diameter
➢ 有效径 （Stocks沉降径）settling velocity diameter ➢ 筛分径 sieving diameter
45
6、粉体的吸湿性
临界相对湿度（critical relative humidity, CRH）
水溶性的药物粉末在较低相对湿度环境时一般 不吸湿，但当相对湿度提高到某一定值时，吸 湿量急剧增加，此时的相对湿度即CRH。
• CRH是水溶性药物的固有特征； • 是药物吸湿性大小的衡量指标； • CRH越小则越易吸湿；反之，则不易吸湿。46
9. 平均面积径
nd 2 /
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。
16
(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
粉体学基础
（2）有效粒径（Stocks径） 在液相中和欲测质点具有相同沉降速度的球 形颗粒的直径。 （用沉降法测定） （3）比表面积径 与待测粒子具有相等比表面积的球的直径。 测定比表面（用吸附法或透过法）后再推算质 点的直径，故此法不知个别质点的直径。 （4）筛分径 粒子通过粗筛网且被截留在细筛网时，粗细筛 子的直径的算术或几何平均值称为筛分径。
混合物的吸湿性：
混合物的CRH值最小
。根据Elder假说， 水溶性药物混合物的CRH约等于各成分 CRH的乘积，而与各成分的比例无关。 CRHAB=CRHA· CRHB
Elder假设的条件是各成分间不发生相互
作用，不适用于能相互作用或受共同离 子影响的药物。
(二) 水不溶性药物的吸湿性
（二）粒子的形态
指一个粒子的轮廓或表面上各点所构成
的图像。
（三）比表面积
微粒的比表面积是指单位质量或容量微 粉所具有的表面积。
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和质量比表面积SW。 Sw=6/dvs； Sv=6/dvs Sw ,Sv分别为质量和体积比表面积， 为粉 体的粒密度，dvs粒径。
第八节 粘附性与凝聚性
粘附性(adhesion)是指不同分子产生的引
力，如粉体粒子与器壁间的粘附。 凝聚性 (cohesion，粘着性)是指同分子间产生的引 力，如粉体粒子之间发生粘附而形成聚集 体(random floc)。 产生粘附性和凝聚性的原因： 1、在干燥状 态下主要是由于范德华力与静电力发挥作 用； 2、在润湿状态下主要由于粒子表面存 在的水分形成液体桥或由于水分的蒸发而 产生固体桥发挥作用。
2. 流出速度(flow velocity)
粉体学基础药剂
4.片剂压片时，粉体的密度一般用真密度进 行描述。
第四十一页，编辑于星期三：二点 一分。
三.填空 1. A 和B均为水溶性药物 , A 药的 CRH为 45%，B粉末的 CRH 为89%，现A药和 B粉末 以1：1混合，则该混合物在相对 湿度为 （ ）的环境下吸湿不明显。
1.直接法 ：将粉体压缩 成平面水平放置后滴上
液滴直接由量角器测 定。
2.间接法： h2= rtY lcosθ /2η
第三十六页，编辑于星期三：二点 一分。
第六节 粘附性与凝聚性
粘附性 (adhesion) 是指不同
分子间产生的引力，如粉体
粒子与器壁间的粘附。 凝聚性 (cohesion ，粘着性 )
第二十八页，编辑于星期三：二点 一分。
二、粉体的填充性（自学）
第二十九页，编辑于星期三：二点 一分。
粉体的吸湿性
吸湿性：是指固体表 面吸附水分的现象。
危害：粉末的流动性下
降；药物的稳定性下
降。 ? 药物的吸湿特性可用
吸湿平衡曲线表示。
第三十页，编辑于星期三：二点 一分。
药物吸湿的规律
枸橼酸
（一）水溶性药物的吸
2.固体的润湿性可用接触角表示，一般大于
90度则不湿润，改善其亲水性常加入适（ ）。
第四十二页，编辑于星期三：二点 一分。
四.选择 1 用包括粉体本身孔隙及粒子间孔隙在内的
体积计算的密度为（）
A 堆密度
B 真密度 C 颗粒密度 D 高压密度
第四十三页，编辑于星期三：二点 一分。
2.当药物的本身产生的饱和蒸汽压低于环境
的蒸汽压时，将产生（） A 吸湿 B 风化 C 蒸发
《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。
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第六章粉体学基础
一、概念与名词解释
12.空隙率
20.临界相对湿度
34.标准筛
二、判断题(正确的填A,错误的填B)
1.物料的粒径越小,其流动性越好。
( )
2.粉体粒子的粒径影响粉体的流动性,粉粒大于200μm的粉体可自由流动。
( )
3.在临界相对湿度(CRH)以上时,药物吸湿度变小。
( )
4.比表面积就是单位体积所具有的表面积。
( )
5.微粉的流动性常用休止角表示,休止角愈大,其流动性愈好。
( )
6.物质分轻质或重质,主要在于她们的堆密度大小,重质的堆密度大,轻质的堆密
度小。
( )
7.比较同一物质粉体的各种密度,其顺序就是:堆密度>粒密度>真密度。
( )
8.粉体的密度就是用真密度进行描述。
( )
9.将黏附力较大的粉体装填于模子时,孔隙率大,充填性差。
( )
10.压缩速度快,易于塑性变形,有利于压缩成形。
( )
11.物料受压时塑性变化所消耗的能量转化成结合能,因此该过程就是可逆过程。
( )
12.将黏附力较大的粉体装填于模子时孑L隙率小,充填性好。
( )
13.重力流动时,堆密度也反映粉体的流动性。
( )
14.粉末的比表面积大,压缩时接触点数多,结合强度大。
( )
15.Heckel方程的斜率越大,空隙率的变化大,弹性强。
( )
16.推片力的大小等于解除上冲压力后下冲中残留压力的大小。
( )
17.最松堆密度与最紧密度相差越小,粉体的充填性越好。
( )
18.压缩过程中压力传递率接近于1时,模壁的摩擦力小。
( )
19.体积基准的平均粒度与重量基准的平均粒度在数字上相同。
( )
20.粉体的附着力大,装填时孔隙率大,充填性好。
( )
三、填空题
1.将球体规则排列时配位数最大可达(6,8,12)个;空隙率最大可达(26％,30％,48％)。
2.某些药物具有“轻质”与“重质”之分,主要就是因为其不同。
3.在药剂学中最常用来表示粉体流动性的方法就是: 与。
4.测定粒径的方法很多,其中以沉降法测得的就是径,以电感应法测得的
为径。
5.CRH值就是,CRH值越小, 越强。
CRH值与无关。
四、单项选择题
1.采用BET法可测定得到( )。
A.粉体的松密度
B.粉体粒子的比表面积
C.粉体的流动性
D.粉体的休止角
2.下列关于休止角的正确表述
A.休止角越大,物料的流动性越好
B.粒子表面粗糙的物料休止角小
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
3.下述中哪项不就是影响粉体流动性的因素
A.粒子大小及分布
B.含湿量
C.加入其她成分
D.润湿剂
4.用包括粉体本身孔隙及粒子间孑L隙在内的体积计算的密度为
A.堆密度
B.真密度
C.粒密度
D.高压密度
5.粉体的流动性可用休止角与流速表示,流动性越好则
A.休止角大,流速快
B.休止角大,流速慢
C.休止角小,流速快
D.休止角小,流速慢
6.微粒有效径指
A.与被测粒子具有相同沉降速度的球形粒子直径
B.与被测粒子具有相同沉降速度的球形粒子半径
C.与被测粒子具有相同大小的粒子
D.与被测粒子具有相同性质的粒子
7.下面关于堆密度的叙述不正确的就是
A.堆密度又称粒密度
B.“重质”或“轻质”主要在于其堆密度不同
C.“重质”的堆密度大
D.对于一般粉体来说堆密度<粒密度<真密度
8.四种成分的CRH分别为①70％,②53、5％,③75、1％,④82％,按吸湿性由大到
小排列顺序为
A.②>①>③>④
B.④>③>①>②
C.②>③>④>①
D.①>②>③>④
9.氯化钠与葡萄糖间无相互作用,其CRH分别为75、1％与82％,将两者按1:4
混合,混合物CRH为
A.61、58％
B.6、9％
C.15、7％
D.10、8％
10.当药物本身产生的饱与蒸气压低于环境的水蒸气分压时,将产生
A.吸湿
B.风化
C.蒸发
D.吸附
11.粉体的流动性可用下列哪项评价
A.接触角
B.休止角
C.吸湿性
D.释放速度
12.采用哪种方法可测定粉体比表面积
A.沉降法
B.筛分法
C.显微镜法
D.气体吸附法
13.粉体学中,用包括粉粒自身孔隙体积计算的密度称为
A.堆密度
B.粒密度
C.真密度
D.最松松密度
14.根据Stock's方程计算所得的直径为
A.定方向径
B.等价径
C.体积等价径
D.有效径
15.粉体的充填性可用下列哪项评价
A.接触角
B.孔隙率
C.吸湿性
D.流出速度
16.下列关于粉体吸湿性的描述错误的就是( )。
A.CRH就是水溶性药物的固有特征,药物吸湿性大小的衡量指标
B.CRH值越小,药物越易吸湿
C.两种水溶性药物分别重15g与20g,其CRH值分别为78％与60％,则两者混合物的CRH 值为66％
D.水不溶性药物的吸湿性在相对湿度变化时,缓慢变化,没有临界点
17.用显微镜观察混悬剂微粒而得出的粒径就是
A.定方向径
B.等价径
C.平均粒径
D.有效径
18.某些固体药物有“轻质”与“重质”之分,就是因为堆密度不同,轻质就是指( )。
A.堆密度小堆容积大
B.堆密度大堆容积小
C.堆密度大堆容积大
D.堆密度小堆容积小
19.粒子大小对粉粒的流动性有很重要的影响,当粒子小于多少μm时,其黏着
力大于重力,休止角大幅度增大,流动性很差
A.100
B.200
C.150
D.250
20.沉降法测得
21.显微镜法测得
22.筛分法测得
23.气体透过法测得
20～23备选答案:A.定方向径 B.有效径 C.筛分径 D.面积平均径
24.接触角
25.休止角
26.粒径
27.CRH
24～27备选答案:A.粉体润湿性 B.水溶性粉体的吸湿性
C.粉体流动性
D.粉体粒子大小
五、问答题
1.简述压片过程中必须具备的三大要素,为什么。
2.举出防止顶裂(裂片)的措施,根据您的体会与理解举出四种以上。
3.在制药行业中常用的粉体的粒度范围就是?
参考答案
一、概念与名词解释
1.空隙率就是指粉体层中空隙所占有的比率。
由于颗粒内、颗粒间都有空隙,相应地将空隙率
分为颗粒内空隙率、颗粒间空隙率、总空隙率等。
2.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临界相对湿度
(Critical Relative Humidity,CRH,),CRH就是水溶性药物固有的特征参数。
3.各国的标准筛号及筛孑L尺寸有所不同,中国药典在R40/3系列规定了药筛的九个筛号。
二、判断题
1.B
2.A
3.B
4.A
5.B
6.A
7.B
8.B
9.A 10.B 11.B 12.B 13.A 14.A 15.B 16.B
17.A 18.A 19..A 20.B
三、填空题
1.12、48％
2.堆密度
3.休止角,流出速度
4.有效径,等体积球相当径
5.临界相对湿度,吸湿性,与混合物中各组分的量无关
四、选择题
(一)单项选择题
1.B
2.C
3.D
4.A
5.C
6.A
7.A
8.A
9.A 10.A 11.B 12.D 13.B 14.D 15.B 16.C
17.A 18.A 19..A 20.B 21.A 22.C.A 23.D 24.A C 25.C 26.D
27.B
五、问答题
1.压片过程中必须具备的三大要素分别为流动性、压缩成形性与润滑性。
良好的流动性可使物料顺利地流人压片机的模孔,避免片重差异过大;良好的压缩成形性可使物料压缩成具有一定形状的片剂,而不出现裂片等不良现象;润滑性使片剂不黏冲,从冲模中顺利推出,得到完整、光洁的片剂。
2.防止顶裂的措施:①用弹性小塑性大的辅料,从整体上提高物料的塑性变形;②如果细粉太多、颗粒很干会使黏性弱,此时相应加大黏合剂用量;③改用旋转式压片机,使片剂内部的压力分布较均匀;④加入适当的润滑剂,使压力分布均匀且下冲推出片剂时阻力降低;⑤减慢压缩速度或进行两次压缩。
采取这些措施均可有效避免裂片的产生。
3.在制药行业中需要处理的粒度范围为一般就是从药物原料粉的lμm到片剂的l0mm。