粉体学性质

药剂学第十章-粉体学基础成都医学院22考研药剂学第十章粉体学基础第一节概述粉：小于等于100微米粒：大于100微米单一粒子为一级粒子，单一粒子聚结体为二级粒子第二节粉体的基本性质基本性质：粉体的粒径及其分布和总表面积，单一粒子的形态及表面积一、粒径及粒径分布（一）粒径的表示方法1、几何学粒径1）三轴径：在粒子平面图上测定的长径l,短径b 和高度h2）定方向径：在粒子平面投影图上测得的特征径a)Fe ret:径：定方向接线径，在粒子投影图上画出外接平行线，其平行线见得距离即是定方向径b）Krummbein：定方向最大径，用一直线将粒子投影面按一定方向进行分割，分割的最大长度为定方向最大径c）Martin：定方向等分径，用一直线将粒子投影面按一定方向进行分割，恰好将投影面积等分时的长度为定方向等分径3）圆相当径a)Heywood：投影面积圆相当径,系与粒子投影面积相同的圆的直径b)周长圆相当径：系与投影面积周长相等的圆的直径4）球相当径a)球体积相当径：与粒子体积相同的球体的体积b)球面积相当径：与粒子体表面积相同的球体的直径5)纵横比：系颗粒的最大轴长度与最小轴长度之比2、筛分径：细孔通过相当径3、有效径：沉降速度相当径，与粒子在液相中具有相同沉降速度的球的直径4、比表面积等价径：与粒子具有相同比表面积的球的直径5、空气动力学相当径：空气动力学径，与不规则粒子具有相同动力学行为的单位密度球体的直径（二）粒径分布频率分布：表示各个粒径所对应的粒子在全体粒子群中所占的百分数累计分布：表示小于或大于某粒径的粒子在全体粒子群中所占的百分数粒度分布基准：个数基准、质量基准、面积基准、体积基准、长度基准（三）平均粒径：中位径：中值径，累计分布图中累计正好为50%所对应的粒径众数粒径：颗粒出现最多的粒度值，即频率分布曲线的最高峰值（四）粒径的测定方法显微镜法或筛分法测定药物制剂的粒子大小和限度，光散射法测定原料药或药物制剂的粒度分布1、显微镜法：将粒子放在显微镜下，根据投影测定等价粒径2、筛分法：筛孔机械阻挡的分级方法3、沉降法：液相中混悬粒子的沉降速度4、库尔特计数法：电阻法，等体积球的相当径5、激光散射/衍射法：光传播遇到颗粒阻挡发生散射，颗粒越大，散射光夹角越小6、比表面积法：吸附法和透过法测定7、级联撞击器法：测量可吸入颗粒物的空气动力学粒径和粒径分布的首选二、粒子形态：系指粒子的轮廓或表面个点所构成的图像（一）形态指数：将粒子某些性质与球或圆的理论值比较形成的无因次组合1、球形度：真球度，系指用粒子的球相当径计算的球的表面积与粒子实际面积之比2、圆形度：系指用粒子的投影面积相当径计算的圆周长与粒子投影面积周长之比（二）形状系数1、体积形状系数2、表面积形状系数3、比表面积形状系数三、粒子比表面积（一）比表面积的表示方法：单位体积或单位重量的表面积1、体积比表面积：单位体积粉体的表面积2、重量比表面积：单位重量粉体的比表面积（二）比表面积的测定方法1、气体吸附法：利用粉体吸附气体的性质2、气体透过法：气体通过粉体时的阻力与比表面积有关第三节粉体的其他性质一、粉体的密度（一）粉体密度分类和定义1、真密度：粉体质量除以真体积得到的密度，不包括颗粒内外空隙的体积2、粒密度：粉体质量除以粒体积得到的密度，包括内部空隙3、堆密度：，松密度，粉体质量除以该粉体所占体积得到的密度，包括内部空隙振实密度：经一定规律振动或轻敲后测得的堆密度理论上：真密度大于等于粒密度大于等于振实密度大于等于堆密度（二）粉体密度的测定方法1、真密度的测定1）氦气测定法：首先通入已知重量的氦气到代测定空仪器中，测得仪器容积V0，然后将供试品放入容器抽真空，完成后导入一定量氦气，而后计算出粉体周围及进入粉体孔径氦气体积Vt，V0-Vt既是粉体体积计算可得真密度2）液体汞、苯置换法2、粒密度的测定：比重瓶法（常用）、吊斗法3、堆密度与振实密度的测定方法：将约50立方厘米到的经过二号筛处理的粉体装入100ml量筒中，将量筒从一英寸处落下到坚硬木板三次，所得体积即为粉体堆体积，计算可得堆密度二、粉体的空隙率分类：颗粒内空隙率、颗粒间空隙率、总空隙率测定：压汞法、气体吸附法三、粉体的流动性（一）粉体流动性的评价方法1、休止角：粉体堆积层的自由斜面与水平面形成的最大夹角测定方法：固定圆锥底法、固定漏斗法动态休止角：流动粉体与水平面形成的夹角，可装入量筒后以一定速度旋转测定休止角小于等于30度时流动性好，小于等于40度时，可以满足生产需要2、流出速度：单位时间内从容器小孔中流出粉体的量表示3、压缩度和Hausenr测量方法：将一定量粉体装入量筒中测得最初堆体积，采用轻敲法测得粉体最紧状态得到最终体积，后根据相关公式计算出压缩度压缩度为20%以下流动性较好，增大流动性下降，超过30%很难流出HR在1.25以下流动性好，大于1.6时很难操作（二）改善流动性的方法1、增大粒子大小：250~2000微米流动性好，72~250微米流动性取决于形态和其他因素，小于100微米时流动性会出现问题2、改善粒子形态及表面粗糙度3、改变表面作用力4、助流剂的影响5、改变过程条件四、粉体的填充性（一）表示方法：堆容比：单位质量所占体积空隙率：堆体积中空隙所占体积堆密度：单位体积的质量空隙比：空隙体积与真体积之比充填率：堆密度与真密度之比配位数：一个粒子周围相邻其他粒子个数（二）颗粒的排列模型球形粒子规则排列，接触点最小为6，此时空隙率最大，为48%，接触点为12时最小为26%，粒径大小不影响空隙率和接触点（三）充填状态的变化和速度方程：久野方程、川北方程（四）影响粉体充填性的因素1、粒径大小及其分布2、颗粒的形状和结构3、颗粒的表面性质4、粉体处理及过程条件5、助流剂的影响五、粉体的吸湿性定义：固体表面吸附水分的现象（一）水溶性药物的吸湿性CRH：水溶性药物在较低的相对湿度环境中平衡水分含量较低，不吸湿，但当空气中相对湿度提高到一定值时吸湿量急剧增加，此时的相对湿度即为物料的临界相对湿度。

药剂学——第四节固体制剂要点：1.基础理论：粉体学基础2.固体制剂简介3.散剂、颗粒剂、片剂、包衣片剂、胶囊剂、滴丸剂、膜剂一、粉体学基础粉体：固体粒子集合体“粉”←100μm→“粒”1.粉体粒子的性质粉体粒子大小→溶解性、可压性、密度、流动性2.粉体的密度●轻质粉：松密度小●重质粉：松密度大3.粉体的流动性①表示方法：休止角θ、流速、压缩度②休止角小，摩擦力小，流动性好，流速大，填充重量差异小③θ≤30°流动性好，θ≤40°满足生产需要④影响因素：粒子间的黏着力、摩擦力、范德华力、静电力阻碍粒子自由流动⑤改善方法：增大粒子大小（造粒），改善粒子形态及表面粗糙度（球形光滑），适当干燥降低含湿量，加入助流剂（滑石粉、微粉硅胶）4.粉体的充填性√片剂、胶囊剂需进行粉末装填√松密度与孔隙率反映粉体的充填状态√紧密充填：密度大，孔隙率小√助流剂粒径40μm，适量增加流动性5.粉体的吸湿性临界相对湿度（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，此时的相对湿度称为CRH。

水不溶性药物：吸湿没有临界点，混合具有加和性。

粉末吸湿：流动性↓、固结、润湿、液化、稳定性↓6.粉体的润湿性表示：接触角——θ越小，润湿性越好水在玻璃板上：0°，水银在玻璃板上：140°7.粉体的黏附性与凝聚性①制粒②加入助流剂防止黏附8.粉体的压缩特性压缩：在压力下体积减小成形：物料紧密结合成一定形状例题：A：下列对休止角表述正确的是A.粒子表面粗糙的物料休止角小B.休止角越大，流动性越好C.休止角大于30°，物料流动性好D.休止角大于40°，可满足生产过程对流动性的需要E.休止角是检验粉体流动性好坏的最简便方法『正确答案』EA：增加粉体流动性的措施不包括A.对于黏附性的粉末进行造粒B.让粒子表面更光滑C.适当干燥D.加入助流剂E.增加粉体孔隙率『正确答案』E二、固体制剂概述1.共同特点①稳定性好、成本低、便携②单元操作类似③口服药物在胃肠道先溶解，再吸收——药物在体内的溶出速度影响药物的起效时间、作用强度和实际疗效2.固体制剂的体内吸收途径口服制剂吸收快慢溶液剂＞混悬剂＞散剂＞颗粒剂＞胶囊剂＞片剂＞丸剂吸收溶解崩解或分散3.制备工艺粉碎、过筛、混合、制粒、干燥、压片、分装含量均匀度改善流动性、充填性→剂量准确制粒方法：4.Noyes-Whitney方程影响药物溶出速率的因素K=D/Vh改善药物溶出速度的措施：①↑药物的溶出面积：粉碎减小粒径②↑溶解速度常数：加强搅拌，以减少药物扩散边界层厚度或提高药物的扩散系数③↑药物的溶解度：提高温度，改变晶型，制成固体分散物k＝D/Vh三、散剂学习要点：1.分类2.特点3.制备4.质量检查药物＋辅料→粉碎、过筛、混匀→干燥粉末1.散剂粒径要求2.散剂的分类①按使用：口服（内服）、局部（外用）、煮散等②按组成：单、复③按剂量：分剂量（按包服用）、不分剂量（外用）3.散剂的特点①粒径小，比表面积大，易分散，起效快②外用覆盖面大，具保护、收敛等作用③生产、携带、运输、贮存、使用方便——五方便④便于婴幼儿服用⑤缺点：分散度大，易吸湿4.散剂的制备5.粉碎粉碎的目的：减少粒径、增加比表面积①有利于提高难溶性药物的溶出速度以及生物利用度；②有利于各成分的混合均匀；③有利于提高固体药物在液体、半固体、气体中的分散度；④有助于从天然药物中提取有效成分。

粒⼦⼤⼩与粒度分布 粉体粒⼦的⼤⼩是决定粉体的其它性质的最基本的性质。

粒⼦的⼤⼩可⽤粒⼦的直径表⽰，称为粒径。

球形颗粒的直径、⽴⽅形颗粒的边长等规则粒⼦的特征长度可直接表⽰粒⼦的⼤⼩。

但通常实际处理的粉体中，多数情况下组成粉体的各个粒⼦的形态不同，⽽且不规则，各⽅向的长度不同，⼤⼩也不同。

对于不规则的粒⼦，其粒径的测定⽅法不同，物理意义也不同，测定值也不同，常根据实际应⽤选择适当的测定⽅法。

为研究和叙述的⽅便，需要规定⼀种标准化的⽅法来度量。

粒径的表⽰⽅法 1、⼏何学粒径 根据⼏何学尺⼨定义的粒径.常⽤显微镜法、库尔特计数法等测定。

（1）三轴径在粒⼦的平⾯投影图上测定长径l、短径b，在投影平⾯的垂直⽅向测定粒⼦的厚度h，以此表⽰长轴径、短轴径和厚度。

三轴径反映粒⼦的实际尺⼨。

（2）定⽅向径也叫投影径，系指粒径由所有粒⼦按同⼀⽅向测量得到。

常见的有以下⼏种。

定⽅向接线径：即⼀定⽅向的平⾏线将粒⼦的投影⾯外接时，平⾏线间的距离。

定⽅向径：即在⼀定⽅向上分割粒⼦投影⾯的长度。

定⽅向等分径：即⼀定⽅向的线将粒⼦的投影⾯积等份分割时的长度。

（3）外接圆等价径以粒⼦外接圆的直径表⽰的粒径。

（4）等价径⽤与粒⼦具有相同表⾯积或相同体积的圆球直径表⽰的粒径，分别称为投影⾯积径和体积等价径。

投影⾯积径：与粒⼦的投影⾯积相同的圆的直径。

体积等价径：与粒⼦的体积相同的球体直径，也叫球相当径，可⽤库尔特计数器测得。

2、筛分径 ⼜称细孔通过相当径。

当粒⼦通过粗筛且被截留在细筛时，粗细筛孔的直径的算术或⼏何平均值称为筛分径。

3、有效径 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。

这是⽤沉降法测得的粒径，可根据Stocks⽅程计算得到，⼜称为Stocks径。

常⽤于测定混悬剂粒径。

4、平均粒径 粉体中众多的粒径并不是均⼀的，尤其是⽤粉碎法等制成的粉体，其粒径是从粒径到最⼩粒径的⼀个分布。

由于粒⼦⼤⼩不等，所以不能⽤某⼀个或某⼀些粒⼦的直径来表⽰粉体的粒度，⽽只能⽤统计⽅法算出粒⼦的平均粒径来表⽰。

粉体学简介中粉体的性质： 1.粉体的粒⼦⼤⼩与粒度分布及其测定⽅法 （1）粉体的粒⼦⼤⼩与粒度分布粉体的粒⼦⼤⼩是粉体的基本性质，它对粉体的溶解性、可压性、密度、流动性等均有显著影响，从⽽影响药物的溶出与吸收等。

粒径的⼏种表⽰⽅法：定⽅向径（显微镜测定）、等价径、体积等价径（库尔特计数法测定）、有效径（称Stocks径）、筛分径（筛分法测得）。

粒度分布：⼀定量的粉体，不同粒径的粒⼦所占⽐例。

了解粒度分布的意义，在于了解粒⼦⼤⼩的均匀性，⽽均匀性对药物制剂研究很重要。

粒度分布，常⽤频率分布来表⽰，即各个平均粒径相对应的粒⼦占全体粒⼦群中的百分⽐。

（2）粒径测定⽅法： 1）光学显微镜法：测定粒径范围0.5～100µm，⼀般需测定200～500个粒⼦，才具有统计意义。

2）库尔特计数法：将粒⼦群混悬于电解质溶液中。

本⽅法可⽤于混悬剂、乳剂、脂质体、粉末药物等粒径的测定。

3）沉降法：是根据Stocks⽅程求出的粒⼦的粒径，适⽤于100µm以下的粒径的测定。

4）筛分法：使⽤最早、应⽤最⼴泛的粒径测定⽅法，常测定45µm以上的粒⼦。

粒径测定注意的有关事项：粒径分析前对样品应进⾏合理的选择与处理；取样应采⽤⼀定的⽅法保证粒⼦的均匀性，流动样品可采取不同时间取样，静⽌样品可采取不同部位置医学教|育搜集整理取样，然后混合测定；为使取样具有代表性，应适当数量的取样量，⼤量样品取样量应在100g～1kg；库尔特计数法与沉降法测定是在液体中进⾏的为保证粒⼦的均匀性，可加⼊适当量的表⾯活性剂。

2.粉体的⽐表⾯积 粉体的⽐表⾯积是表征粉体中粒⼦粗细及固体吸附能⼒的⼀种量度。

粒⼦的表⾯积不仅包括粒⼦的外表⾯积，还包括由裂缝和空隙形成的内部表⾯积。

直接测定粉体的⽐表⾯积的常⽤⽅法有⽓体吸附法、还有⽓体透过法（测外表⾯积）。

3.粉体的孔隙率 孔隙率是粉体中总孔隙所占有的⽐率。

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。

药剂学辅导:粉体学的概念及性质
（2021最新版）
作者：______
编写日期：2021年__月__日
（一）粉体学的概念
粉体学（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。

（二）粉体的性质
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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