粉体特性
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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。
化妆品粉体的基本性质及功能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)。
粗大粒子(Macro particle)的特征——不凝集、流动性增加。
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。
粉体粒子的物理性质可分为粒子性质与粉体性质(见表2)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。
有机颜料:以tar color为代表,可分为染料、色淀颜料、颜料等3个类别。
染料(Dye):溶于水或者溶剂,具有染色功能的原料。
按照发色团的化学构造分类(水溶性染料、油溶性染料)。
颜料(Pigments):色素自身构造不携带可溶性基,不溶于水、油、溶媒等。
按构造可分类为偶氮(Azo)系、靛蓝(indigo)系、酞花菁(Phthalocyanine)系颜料等。
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。
粉体力学特性对颗粒材料加工的影响研究随着科技的不断进步,颗粒材料在各个领域的应用越来越广泛。
然而,颗粒材料在加工过程中的特性对其性能和质量有着重要的影响。
本文将探讨粉体力学特性对颗粒材料加工的影响,并分析其原因和解决方法。
首先,我们来了解一下粉体力学特性对颗粒材料加工的意义。
粉体力学特性包括颗粒粒径、颗粒形状、颗粒间的相互作用力等。
这些特性直接影响着颗粒材料的流动性、堆积性、压实性等加工性能。
例如,颗粒粒径越小,颗粒间的相互作用力越大,颗粒材料的流动性就越差,加工过程中易出现堵塞或堆积不均匀的问题。
其次,我们来分析粉体力学特性对颗粒材料加工的具体影响。
首先是颗粒材料的流动性。
流动性是指颗粒材料在加工过程中的流动性能。
颗粒材料的流动性受到颗粒粒径、颗粒形状以及颗粒间的相互作用力等因素的影响。
颗粒粒径越小,颗粒材料的流动性越差。
颗粒形状也会影响颗粒材料的流动性,例如球形颗粒的流动性要优于棱角分明的颗粒。
颗粒间的相互作用力也会影响颗粒材料的流动性,相互作用力越大,颗粒材料的流动性越差。
其次是颗粒材料的堆积性。
堆积性是指颗粒材料在加工过程中的堆积性能。
颗粒材料的堆积性受到颗粒粒径、颗粒形状以及颗粒间的相互作用力等因素的影响。
颗粒粒径越小,颗粒材料的堆积性越好。
颗粒形状也会影响颗粒材料的堆积性,例如球形颗粒的堆积性要优于棱角分明的颗粒。
颗粒间的相互作用力也会影响颗粒材料的堆积性,相互作用力越大,颗粒材料的堆积性越好。
最后是颗粒材料的压实性。
压实性是指颗粒材料在加工过程中的压实性能。
颗粒材料的压实性受到颗粒粒径、颗粒形状以及颗粒间的相互作用力等因素的影响。
颗粒粒径越小,颗粒材料的压实性越好。
颗粒形状也会影响颗粒材料的压实性,例如球形颗粒的压实性要优于棱角分明的颗粒。
颗粒间的相互作用力也会影响颗粒材料的压实性,相互作用力越大,颗粒材料的压实性越好。
针对以上问题,我们可以采取一些解决方法来改善颗粒材料的加工性能。
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。
粉体综合特性测试仪校准方法粉体综合特性测试仪基本上能分析物料80%以上的表征特性,对粉末流动性评价意义重大,所以常被粉体企业认可为有效方法,通过分析松装密度,振实密度获得压缩度指数,休止角,刀抹角,崩溃角,流速等通过carr指数法来评定流动性;这种仪器因在市场上很难找到具有资质的第三方计量公司,故在校准仪器方法就变的很困难;特别是实验室操作人员,没有标准或者方法能标定仪器,则对测试结果的准确性就变的没有依据可查.fenti粉体特性综合测试仪(FT-2000B)校正方法和项目:1.休止角,刀抹角,崩溃角,采用三种标准角度块,通过仪器内部程序校准,在仪器使用前可以通过标准角度块确认仪器是否准确,一般有三种规格分别是30度,45度和60度,仪器准备测试样品前得校准了,和仪器多年使用后可以通过标准角度块来修正;2.流速,可以通过出厂时提供得标准金刚砂来校正流出时间,从而判定一致性.3.松装密度和振实密度通过标定得物质,在标定得测量条件下,是否一致性.1. 松装(自然堆积)密度bulk density2. 振实密度 tap density3. 安息角(休止角)Angel of repose4. 质量流速mass flow velocity5. 体积流速volume flow rate6. 崩溃角 Angle of collapse7. 平板角Flat Angle8. 空隙率Voidage9. 时间 time10. 差角angle of difference11. 分散性dispersibility12.流动指数(卡尔指数和豪斯纳比)Flow index13.压缩度14.凝集度15.均齐度16.筛分粒度粉体特性综合测试仪(FT-2000B)校准部件如下图所示。
药物制剂的粉体特性与制剂性能研究药物制剂的研究是药学领域的重要工作之一,其中药物制剂的粉体特性和制剂性能是关键因素。
本文将对药物制剂的粉体特性和制剂性能进行综合研究,并探讨其在药学领域的应用。
一、药物制剂的粉体特性研究1. 粉体的物理性质粉体的物理性质包括颗粒尺寸、表面形貌、比表面积等。
通过采用显微镜、扫描电子显微镜等仪器,可以观察到粉体的颗粒形状和表面细节,从而研究其物理性质。
同时,比表面积的测定可以用于评估粉体的活性和溶解性等指标。
2. 粉体的化学性质粉体的化学性质主要指粉体中的化学成分和药物的化学反应。
研究粉体的化学性质可以通过化学分析、红外光谱等方法进行。
这些研究可以帮助我们了解药物在制剂过程中的稳定性和反应行为。
3. 粉体的流动性粉体的流动性是指在特定条件下粉体颗粒之间相互作用的特性。
流动性的研究可以通过测定粉体的流动性指数来评估。
流动性差的粉体在制剂过程中可能会产生堵塞和分层等问题,因此流动性的研究对于药物制剂的流程控制非常重要。
二、药物制剂的制剂性能研究1. 制剂的药物释放性能药物释放性能是指药物在给药系统中的释放速度和途径。
研究药物的释放性能可以通过体外释放试验和体内药物分析等方法进行。
了解药物的释放性能有助于合理设计药物给药系统,实现药物的控释效果。
2. 制剂的稳定性药物制剂在储存和使用过程中应具有良好的稳定性。
稳定性研究可以通过加速实验和物理化学分析等方法进行。
制剂的不稳定性可能会导致药物的降解和变质,因此制剂的稳定性研究对于保证药物的质量和疗效非常重要。
3. 制剂的生物利用度制剂的生物利用度是指给药系统在体内释放药物后所表现的药理学效应。
生物利用度的研究可以通过药物动力学和药物学等方法进行。
了解制剂的生物利用度有助于评估制剂的有效性和安全性。
三、药物制剂研究的应用药物制剂的粉体特性和制剂性能研究在药学领域有着广泛的应用。
首先,这些研究可以指导药物制剂的设计和制备过程,保证药物的质量和稳定性。
粉体学基础知识(一)粉体的基本概念粉体是指无数细小固体粒子的集合体,粉体学是研究粉体的基本性质及其应用的科学。
粒子是粉体运动的最小单元, 包括粉末(粒径小于lOOUm)和颗粒(粒径大于lOO^m), 通常所说的“粉末”、“粉粒”或“颗粒”都属于粉体的范畴。
组成粉体的单元粒子可能是单体的结晶,称为一级粒子;也可能是多个单体粒子聚结在一起的粒子,称为二级粒子。
在制药行业中,常用的粒子大小范围为从药物原料粉的1M 到片剂的lOmmo物态有固体、液体、气体3种。
液体与气体具有流动性,而固体没有流动性;但把固体粉碎成颗粒的聚集体之后则具有与液体相类似的流动性,具有与气体相类似的压缩性,也具有固体的抗形变能力,所以有人把粉体列为“第四种物态” 来进行研究。
(二)粉体的特性1.粒子大小与测定粉体粒子大小是以粒子直径的微米数为单位来表示的。
粉体大部分不规则,代表粒径大小的方法有:几何学粒径、有效粒径、比表面积粒径等。
1. 1.几何学粒径是指用显微镜看到的实际长度的粒子径。
1.2.有效粒径用沉降法求得的粒子径,即以粒子具有球形粒子的同样沉降速度来求得。
该粒径根据Stokes方程计算所得,因此又称Stokes粒径。
1.3比表面积粒径用透过法和吸附法求得的粉体的单位表面积的比面积。
这种比表面积法是假定所有粒子都为球形求出的粒子径。
常用的粒径测定方法有:显微镜法、筛分法、沉降法、小孔透过法和激光衍射法等。
2.粒子形态粉体除了球形和立方形等规则而对称的形态外很难精确地描述粒子的形状。
因此,研究工作者用体积形态系数,比表面形态系数等术语来表示微粒形态。
3.粉体的比表面积粒子的比表面积的表示方法根据计算基准不同可分为体积比表面积Sv和重量比表面积Sw。
体积比表面积是单位体积粉体的表面积,重量比表面积是单位重量粉体的表面积。
4.粉体密度与孔隙率粉体密度为单位体积粉体的质量。
由于颗粒内部含有的空隙以及及颗粒堆积时颗粒间的空隙等,给粉体体积的测定带来麻烦。