粉体的表面物理化学性质 2

药学专业知识考点：药剂学粉体学概念及性质（2021最新版）作者：______编写日期：2021年__月__日粉体学概念及性质：粉体学（mlcromeritics）是研究固体粒子集合体（称为粉体）的表面性质、力学性质、电学性质等内容的应用科学。

由于在散剂、颗粒剂、片剂和胶囊剂等固体制剂的生产中需要对原辅科进行粉碎、混合等处理，以改善粉体性质，使之满足工艺操作和制剂加工的要求，所以粉体的各方面性质在固体制剂中占有较为重要的地位。

粉体的性质：1.粉体的粒子大小、粒度分布和粒径的测定方法（1）粉体的粒子大小和粒度分布粉体的粒子大小是粉体的最基本性质，它对粉体的溶解性、可压性、密度、流动性等均有显著的影响，从而影响药物的溶出、吸收等。

粒子大小的常用表示方法有：①定方向径：即在显微镜下按同一方向测得的粒子径。

②等价径：即粒子的外接圆的直径。

③体积等价径：即与粒子的体积相同球体的直径，可用库尔特计数器测得。

④有效径：即根据沉降公式（Stocks方程）计算所得的直径，因此又称Stocks径。

⑤筛分径：即用筛分法测得的直径，一般用粗细筛孔直径的算术或几何平均值来表示。

粉体的大小不可能均匀一致，而是存在着粒度分布的问题，分布不均会导致制剂的分剂量不准、可压性变化以及粒子密度变化等问题。

因此，研究粒度分布同样具有重要的意义。

常用频率分布表示各个粒径相对应的粒子占全体粒子群中的百分比。

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粉体的物理和化学特性如何全面表征？
粉体通常是指由大量的固体颗粒及颗粒间的空隙所构成的集合体。

组成粉体的最小单位或个体称为粉体颗粒。

粉体的重要特性可以分为四类：（1）物理特性，（2）化学成分，（3）相成分，（4）表面特性。

粉体的这些特性对坯体的颗粒堆积均匀性和烧结过程中的微观结构变化有很大的影响，下面就粉体特性的表征方法做简要概述。

 一、粉体粒度、粒度分布分析
 1、粉体颗粒粒度定义
 粉体一般由不同尺寸的颗粒组成，这些尺寸分布在某一范围内。

对不规则形状颗粒的尺寸定义有很多种，我们关注的一般是平均颗粒尺寸，根据定义不同有三种：线性平均粒径、表面平均粒径和体积平均粒径。

 颗粒形状对流动性和粉末堆积程度有一定影响，一般倾向于球形和等轴状粉末的使用，因为它们能提升固体的堆积同质性。

 表1不同颗粒尺寸名称及定义
 2、粉体粒度及粒度分布表征方法
 粉体粒度及粒度分布表征方法主要有：筛分法、显微分析法、沉积法、激光法、电子传感技术、X射线衍射法。

目前最常用的粒度分析方法是采用激光粒度分析仪。

 激光粒度分析仪
 粉体粒度测试方法对比表：
 二、粉体形貌分析
 表面形貌表征技术基于微观粒子（原子、离子、中子、电子等）之间的。

粉体工程一、粉末的性能与表征1.粒径：粉末体中，颗粒的大小用其在空间范围所占据的线性尺寸表示，称为粒径。

2.粒径的表示方法：①几何学粒径②投影粒径③筛分粒径④球当粒径。

3.粉体粒径的分布常表示成频率分布和累积分布：①粒径分布的表格、直方图、曲线可直观地反映粉体粒径的分布特征。

②数字函数表达式有：正态分布；对数正态分布；Rosin—Rammler分布；RRB方程能较好地反映工业上粉磨产品的粒径分布特征。

4.平均粒径：若将粒径不等的颗粒群想象成自由径为D的均一球形颗粒组成，那么其物理特性可表示为f（d）=f（D），D即表示平均粒径。

5.粉末的测量方法：显微镜法；激光衍射法；重力沉降光透法；筛分法。

平均粒径测量方法：比表面法。

6.粉末的性质：堆积性质；摩擦性质；压缩性质与成形性（压制性）。

安息角：又称休止角、堆积角，它是指粉体自然堆积时的自由表面在静止平衡状态下与水平面所成的最大的角度。

（用来衡量与评价粉体的流动性）。

在0.2mm以下，粒径越小而休止角越大，这是由于微细粒子间粘附性增大导致流动性降低的缘故。

粉体颗粒形状愈不规则安息角愈大，颗粒球形愈大粉体流动性愈好其安息角就愈小。

二、粉体表面与界面化学1.粉末颗粒的分散：①在气相中，主要受范德华力、静电力、液桥力，分散方法，机械分散、干燥分散、颗粒表面改性分散、静电分散、复合分散；②在液相中，主要受范德华作用力、双电层静电作用力、空间位阻作用力、熔剂化作用力、疏液作用力，分散调控有，介质调控、分散剂调控、机械调控和超声调控。

2.颗粒表面改性：粉末颗粒表面改性：用物理，化学，机械方法对颗粒表面进行处理，根据应用的需要有目的的改变颗粒表面的物理化学性质，如表面晶体结构和官能团，表面能、界面润湿性，电性，表面吸附性和反应特性等，以满足现代新材料，新工艺和新技术发展的需要。

3.改性方法：①表面化学改性：偶联剂表面改性、表面活性剂改性、高分子分散剂改性、接枝改性；②微胶囊包覆——化学法、物理法、物理化学法；③机械化学改性；④原位聚合改性——无皂乳液聚合包覆法、预处理乳液聚合法、微乳液聚合法。

非金属矿物质粉体材料一、概述非金属矿物质粉体材料是指不含金属元素的矿物质粉末，包括但不限于石英粉、滑石粉、膨润土、重晶石等。

这些材料具有优异的物理化学性质，广泛应用于建筑材料、陶瓷、化妆品、电子材料等领域。

二、分类1. 石英粉石英粉是一种高纯度的硅酸盐类非金属矿物质，主要成分为SiO2。

它具有高硬度、高耐温性和优异的光学性能，可用于制造光学玻璃、半导体器件等。

此外，石英粉还可用于制造陶瓷和建筑材料等。

2. 滑石粉滑石粉是一种软质的非金属矿物质，主要成分为Mg3Si4O10(OH)2。

它具有良好的耐火性和隔音性能，在建筑材料中广泛应用。

此外，滑石粉还可用于制造塑料填充剂和化妆品等。

3. 膨润土膨润土是一种含水的硅酸盐类非金属矿物质，主要成分为Al2O3·4SiO2·nH2O。

它具有良好的吸附性能和膨胀性能，在化妆品、食品、医药等领域广泛应用。

此外，膨润土还可用于制造陶瓷和建筑材料等。

4. 重晶石重晶石是一种含钙的硫酸盐类非金属矿物质，主要成分为CaSO4·2H2O。

它具有良好的耐火性和隔音性能，在建筑材料中广泛应用。

此外，重晶石还可用于制造医药、食品等。

三、应用1. 建筑材料非金属矿物质粉体材料在建筑材料中广泛应用，如滑石粉可用于制造隔音板、防火板等；重晶石可用于制造防水剂、耐火板等；膨润土可用于制造墙纸、地毯等。

2. 陶瓷非金属矿物质粉体材料在陶瓷中也有广泛的应用，如石英粉可用于制造瓷砖、陶瓷等；膨润土可用于制造陶瓷杯子、花瓶等。

3. 化妆品非金属矿物质粉体材料在化妆品中也有广泛的应用，如膨润土可用于制造面膜、洗面奶等；滑石粉可用于制造散粉、眼影等。

4. 电子材料非金属矿物质粉体材料在电子材料中也有广泛的应用，如石英粉可用于制造晶体管、光纤等。

四、结语随着科技的不断发展和人们对环保要求的提高，非金属矿物质粉体材料将会有更广泛的应用前景。

未来，它将会在更多领域发挥重要作用。

《粉体材料表面改性》课程教学大纲课程代码：050542002课程英文名称：SurfaceModificationofpowder（A2）课程总学时：24讲课：24实验：0上机：0适用专业：粉体科学与工程专业大纲编写（修订）时间：2017.3一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标粉体表面改性是粉体科学与工程专业方向课，为选修课。

本门课程讲授粉体表面改性的原理、方法、工艺、设备及表面改性剂的性能及应用、各行业典型粉体及纳米粉体饿表面改性方法、实践及改性产品的检测及表征方法。

通过本课程的学习，不仅让学生掌握粉体表面改性的相关理论，同时培养学生发现、分析与解决问题的能力和精密进行科学研究的技能。

为学生将来从事粉末材料、粉体工程领域的生产、科研打下坚实的理论和实践基础。

通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1．掌握粉体材料表面改性工艺的方法和原理；2．使学生掌握目前工业表面改性典型设备；3．使学生了解表面改性剂的种类、性质、使用条件；4．掌握粉体改性前后的物性变化及相关的检测方法；5.进一步结合创新创业培养目标，加强学生创新能力的培养，使学生具备独立进行粉体表面原位修饰工艺设计与设备选型的能力。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握粉体表面改性一般知识，包括粉体表面改性的原理、方法、工艺、设备及表面改性剂的性能及应用、改性产品的检测及表征方法等。

2.基本理论和方法：掌握粉体表面的物性，粉体表面改性的基本原理、掌握粉体表面改性工艺设计和设备；了解常见工业粉体的表面改性方法及应用。

3.基本技能:掌握粉体改性工艺设计计算、独立进行设备选型的技能等。

了解特种粉体的生产工艺、制备技术及行业发展趋势。

具备制备、加工特种粉体的必要的基础知识和基本技能。

（三）实施说明本课程安排在第七学期学习，共24学时，其中理论讲课24学时。

根据教学的需要，有针对性地对教学内容适当增减，各部分学时数可适当调整2学时。

粉体的基本性质及功能《营销界•化妆品观察》2011年1月27日作者：裴廷镐【小中大】彩妆按照分散技术不同，可分类为粉体(powder)彩妆、乳化彩妆、油分散彩妆。

粉体的作用是，为化妆品赋予色调，或构成产品的骨骼。

本文欲从粉体的基本特性着手，带大家了解使用在化妆品上的粉体的特性及功能、用于改善粉体的功能的表面处理方法。

1. 粉体的基本特性粉体(powder material)可以视为固体、液体、气体以外的第四性状。

粉体和固体一样拥有结晶性，与液体一样拥有流动性，与气体一样在不同的粒度（grain size/granularity）表现出飞散(free flowing)性。

粉体是多个固体微粒的集合体，粒子之间有一定的相互作用存在。

考虑一种粉体粒子的基本性质时，应区分粒子的大小、表面能量、表面构造、表面物性等因素。

如果按粒子大小分类可分为——广义的粉体：1 nm ~ 1 mm，狭义的粉体：< 50 um，微粉体：1 um ~ 50 um，超微粉体：10 nm ~ 1 um。

粉体以1um粒度为分界线，表现出的物理、化学性质有以下差异（见表1）。

λ粗大粒子(Macro particle)的特征——不凝集、流动性增加。

λ微粒子的特征——粒子的附着力增加，超过重力的影响而出现凝集。

粒子的大小小于1um时大于1um时增加的物理性质表面积，表面活性，反应性，凝集性，吸液量流动性，充填性，纯度增加表1.粒子大小与物理性质粉体粒子的物理性质可分为粒子性质与粉体性质（见表2）。

作为粒子的性质作为粉体的性质结晶质的大小、排向大小和分布外观密度形状充填构造构造流动性密度吸液量附着力表面的性质表2.粉体粒子的物理性质2. 化妆品用粉体的特性化妆品用的粉体可以分为无机颜料(体质颜料、白色颜料、彩色颜料)、有机颜料、天然颜料、珠光颜料等等（详见表3）。

体质颜料：是构成骨骼的原料，以天然的粘土矿物如云母、滑石粉最具有代表性，另外还有高岭土(kaolin)、碳酸钙、碳酸镁等等。

粉体的基本‎性质及功能‎《营销界•化妆品观察‎》2011年‎1月27日‎作者：裴廷镐【小中大】彩妆按照分‎散技术不同‎，可分类为粉‎体(powde‎r)彩妆、乳化彩妆、油分散彩妆‎。

粉体的作用‎是，为化妆品赋‎予色调，或构成产品‎的骨骼。

本文欲从粉‎体的基本特‎性着手，带大家了解‎使用在化妆‎品上的粉体‎的特性及功‎能、用于改善粉‎体的功能的‎表面处理方‎法。

1. 粉体的基本‎特性粉体(powde‎r mater‎i al)可以视为固‎体、液体、气体以外的‎第四性状。

粉体和固体‎一样拥有结‎晶性，与液体一样‎拥有流动性‎，与气体一样‎在不同的粒‎度（grain‎size/granu‎l arit‎y）表现出飞散‎(free flowi‎n g)性。

粉体是多个‎固体微粒的‎集合体，粒子之间有‎一定的相互‎作用存在。

考虑一种粉‎体粒子的基‎本性质时，应区分粒子‎的大小、表面能量、表面构造、表面物性等‎因素。

如果按粒子‎大小分类可‎分为——广义的粉体‎：1 nm ~ 1 mm，狭义的粉体‎：< 50 um，微粉体：1 um ~ 50 um，超微粉体：10 nm ~ 1 um。

粉体以1u‎m粒度为分‎界线，表现出的物‎理、化学性质有‎以下差异（见表1）。

λ粗大粒子(Macro‎parti‎c le)的特征——不凝集、流动性增加‎。

λ微粒子的特‎征——粒子的附着‎力增加，超过重力的‎影响而出现‎凝集。

粒子的大小‎小于1um‎时大于1um‎时增加的物理‎性质表面积，表面活性，反应性，凝集性，吸液量流动性，充填性，纯度增加表1.粒子大小与‎物理性质粉体粒子的‎物理性质可‎分为粒子性‎质与粉体性‎质（见表2）。

作为粒子的‎性质作为粉体的‎性质结晶质的大‎小、排向大小和分布‎外观密度形状充填构造构造流动性密度吸液量附着力表面的性质‎表2.粉体粒子的‎物理性质2. 化妆品用粉‎体的特性化妆品用的‎粉体可以分‎为无机颜料‎(体质颜料、白色颜料、彩色颜料)、有机颜料、天然颜料、珠光颜料等‎等（详见表3）。

粉体工程技术手册1. 简介粉体工程技术手册是一本系统介绍粉体工程的专业手册，旨在为从事粉体工程相关领域的工程师、科研人员和学生提供全面而详细的技术指导。

本手册将涵盖粉体的基本理论、工艺和应用，深入探讨粉体的特性、制备、处理和分析等方面知识，帮助读者全面了解粉体工程技术的最新进展及实践应用。

2. 粉体特性2.1 粉体的定义和分类粉体是指固体颗粒的集合体，具有特定的粒径和表面特性。

根据颗粒大小，粉体可分为颗粒、微粉和纳米粉体等。

不同颗粒大小对粉体的特性和应用有着重要影响。

2.2 粉体性质表征粉体的性质表征是粉体工程研究的基础，包括粒径分布、粒形和比表面积等参数。

常用的表征方法有激光粒度分析仪、电子显微镜和比表面积测试仪等。

2.3 粉体流动性粉体流动性对于粉体的输送、混合和包装等工艺过程至关重要。

松装密度、堆积角和流动性指数是评价粉体流动性的重要参数，其测定和改善方法是粉体工程研究的重点之一。

3. 粉体制备技术3.1 粉体制备方法粉体制备方法多种多样，包括物理法、化学法和物理化学法等。

常见的粉体制备方法有机械合成、溶胶-凝胶法和气相法等，每种制备方法都有其适用的粉体类型和工艺条件。

3.2 粉体表面处理技术粉体表面处理技术的目的是改善粉体的表面性能，提高粉体的分散性和稳定性。

常见的表面处理方法有涂覆、改性和包覆等，这些方法能够改变粉体粒子的性质和相互之间的相互作用。

3.3 粉体纳米化技术粉体纳米化技术是粉体工程领域的前沿研究方向，通过控制合适的制备条件和工艺参数，将粉体转化为纳米颗粒。

纳米粉体具有特殊的物理和化学性质，广泛应用于电子、材料和生物医药等领域。

4. 粉体工艺与应用4.1 粉体混合与分散技术粉体混合和分散技术是工业生产中常用的工艺，其目的是将不同粉体均匀混合或将粉体分散于基体中。

常见的混合和分散设备有搅拌器、球磨机和超声波分散器等。

4.2 粉体造粒技术粉体造粒技术是将粉体颗粒进行成型和固化的过程，常见的造粒方法有压片法、喷雾干燥法和烧结法等。

药物粉末性质与特性的研究与分析药物粉末是一种常见的药物形式，具有广泛的应用领域。

了解药物粉末的性质与特性对于药物研发、生产和应用至关重要。

本文将探讨药物粉末的性质、特性以及相关研究和分析方法。

一、药物粉末的性质药物粉末是由固体药物粉碎或研磨而成，具有以下性质：1. 物理性质：药物粉末的颗粒大小、形状和表面特征等物理性质对药物的溶解性、吸收性和稳定性等方面有着重要影响。

药物粉末的颗粒大小通常通过粒度分析来评估，常用的方法有激光粒度仪和显微镜观察等。

2. 化学性质：药物粉末的化学性质与药物的化学结构密切相关，包括溶解度、稳定性、反应性等。

药物粉末的溶解度可通过浸渍实验或溶解度测定仪来确定，稳定性可通过加速老化实验和热分解实验等方法进行评估。

3. 热性质：药物粉末的热性质包括熔点、热分解温度等，对于药物的热稳定性和热分解过程的了解具有重要意义。

差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）是常用的研究药物粉末热性质的工具。

二、药物粉末的特性药物粉末具有一些特性，对于药物的应用具有重要意义：1. 可压性：药物粉末可通过压制成片剂或制备胶囊剂等固体制剂。

药物粉末的物理性质和颗粒大小对于压片性能有重要影响，如颗粒过小会导致容易产生粉碎，颗粒过大则会影响压片均匀性。

2. 可分散性：药物粉末可在溶剂中均匀分散，形成悬浮液或溶液。

药物粉末的分散性对于口服制剂的溶解度和吸收性具有重要影响，可通过溶解度和红外光谱等方法进行评估。

3. 可吸湿性：药物粉末易受环境湿度影响而吸湿，导致药物的物理性质和稳定性发生变化。

药物粉末的吸湿性可通过相对湿度和含水量的测定来评估。

三、药物粉末性质与特性的研究方法为了研究和分析药物粉末的性质与特性，科研人员通常采用以下方法：1. 物理性质研究：使用粒度分析仪、显微镜、X射线衍射仪等仪器设备对药物粉末的颗粒大小、形状和表面特征等进行表征。

2. 化学性质研究：通过溶解度测定仪、红外光谱仪、核磁共振仪等设备对药物粉末的化学性质进行研究和分析。

第一章粉体的基本性质所谓粉体就是大量固体粒子的集合体，而且在集合体的粒子间存在着适当的作用力。

粉体由一个个固体粒子所组成，它仍具有固体的许多属性。

与固体的不同点在于在少许外力的作用下呈现出固体所不具备的流动性和变形。

它表示物质存在的一种状态，即不同于气体、液体，也不完全同于固体，正如不少国外学者所认为的，粉体是气、液、固相之外的第四相。

粉体粒子间的相互作用力，至今仍无明确的定量概念。

通常是指在触及它时，集合体就发生流动、变形这样大小的力。

粉体粒子间的适当作用力是粒子集合体成为粉体的必要条件之一，粒子间的作用力过大或过小都不能成为粉体。

材料成为粉体时具有以下特征：能控制物性的方向性；即使是固体也具有一定的流动性；在流动极限附近流动性的变化较大；能在固体状态下混合；离散集合是可逆的；具有塑性，可加工成型；具有化学活性。

组成粉体的固体颗粒其粒径的大小对粉体系统的各种性质有很大的影响，同时固体颗粒的粒径大小也决定了粉体的应用范畴。

各个工业部门对粉体的粒径要求不同，可以从几毫米到几十埃。

通常将粒径大于1毫米的粒子称为颗粒，而粒径小于1毫米的粒子称为粉体。

在材料的开发和研究中，材料的性能主要由材料的组成和显微结构决定。

显微结构，尤其是无机非金属材料在烧结过程中所形成的显微结构，在很大程度上由所采用原料的粉体的特性所决定。

根据粉体的特性有目的地对生产所用原料进行粉体的制备和粉体性能的调控、处理，是获得性能优良的材料的前提。

第一节粉体的粒度及粒度分布粉体颗粒是构成粉体的基本单位。

粉体的许多性质都由颗粒的大小及分布状态所决定。

粒径或粒度都是表征粉体所占空间范围的代表性尺寸。

对单个颗粒，常用粒径来表示几何尺寸的大小；对颗粒群，则用平均粒度来表示。

任何一个颗粒群不可能是同一粒径的粒子所组成的单分散系统，也就是说颗粒群总是由不同粒度组成的多分散系统。

为此，对于颗粒群来说，最重要的粒度特征是平均粒度和粒度分布。

一、单个颗粒的粒径以一因次值即颗粒的尺寸表示粒度时，该尺寸称为粒径。

1、粉体的表面改性：是指用物理、化学、机械等方法对粉体材料表面进行处理，根据应用的需要有目的地改变粉体材料表面的物理化学性质，如表面组成、结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性、光性、吸附和反应特性，等等，以满足现代新材料，新工艺和新技术发展的需要。

2、粉体表面改性的目的：（1）使无机矿物填料由一般增量填料变为功能性填料；（2）提高涂料或油漆中颜料的分散性并改善涂料的光泽、着色力、遮盖力和耐候性、耐热性和保色性等；（3）在无机/无机复合材料中，提高无机组分，特别是小比例无机组分在大比例无机组分中的分散性，如陶瓷颜料和多相陶瓷材料;（4）通过对层状粉体进行插层改性，制备新型的层间插层矿物材料（5）对于吸附和催化材料，提高其吸附和催化活性以及选择性、稳定性、机械强度等性能：（6）超细和纳米粉体制备中的抗团聚；（7）健康与环境保护3、化学包覆：是采用有机化合物作为表面改性剂，利用有机物分子中的官能团在无机粉体表面的吸附或化学反应对颗粒表面进行包覆以改变颗粒表面性质的方法。

影响因素：颗粒的表面性质；表面改性剂的种类、用量及用法；工艺设备及操作条件等4、粉体的无机改性（沉淀反应）：是通过无机化合物在颗粒表面的沉淀反应，在颗粒表面形成一层或多层“包覆”，以达到改善粉体表面性质，如催化、色泽、着色力、遮盖力、抗菌性、耐候性、电、磁、热性能和体相性质等目的的粉体表面无机改性方法，是一种“无机/无机包覆”或“无机纳米/微米粉体包覆”的粉体表面改性方法。

5、粉体的机械力化学改性：是利用超细粉碎过程及其它强烈机械作用有目的地对粉体表面进行激活，在一定程度上改变颗粒表面的晶体结构和物理化学性质、化学吸附和反应活性(增加表面活性点或活性基团)等。

6、粉体的插层改性：是指利用层状结构的矿物粉体颗粒晶体层之间结合力较弱(如分子键或范德华键)或存在可交换阳离子的特性,通过离子交换反应或化学反应改变粉体的界面性质和其它性质的改性方法。