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1、CollegeofPharmacy,SuzhouUniversityWednesday,July28,2021Chapter13粉體學(xué)基礎(chǔ)LIUYang第一節(jié)概述粉體學(xué)(micromeritics)是研究無(wú)數(shù)個(gè)固體粒子集合體的基本性質(zhì)及其應(yīng)用的科學(xué)。通常<100μm的粒子叫“粉”,容易產(chǎn)生粒子間的相互作用而流動(dòng)性較差;>100μm的粒子叫“?!?,較難產(chǎn)生粒子間的相互作用而流動(dòng)性較好。單體粒子叫一級(jí)粒子(primaryparticles);聚結(jié)粒子叫二級(jí)粒子(secondparticle)。粉體的物態(tài)特征:①具
2、有與液體相類似的流動(dòng)性;②具有與氣體相類似的壓縮性;③具有固體的抗變形能力。粉體學(xué)是藥劑學(xué)的基礎(chǔ)理論,對(duì)制劑的處方設(shè)計(jì)、制劑的制備、質(zhì)量控制、包裝等都有重要指導(dǎo)意義。第二節(jié)粉體粒子的性質(zhì)一、粒子徑與粒度分布二、粒子形態(tài)三、粒子的比表面積一、粒子徑與粒度分布粉體的粒子大小也稱粒度,含有粒子大小和粒子分布雙重含義,是粉體的基礎(chǔ)性質(zhì)。對(duì)于一個(gè)不規(guī)則粒子,其粒子徑的測(cè)定方法不同,其物理意義不同,測(cè)定值也不同。1.幾何學(xué)粒子徑根據(jù)幾何學(xué)尺寸定義的粒子徑,一般用顯微鏡法、庫(kù)爾特計(jì)數(shù)法等測(cè)定。(1)三軸徑:在粒子的平面投影
3、圖上測(cè)定長(zhǎng)徑l與短徑b,在投影平面的垂直方向測(cè)定粒子的厚度h。反映粒子的實(shí)際尺寸。(一)粒子徑的表示方法幾何學(xué)粒子徑篩分徑有效徑表面積等價(jià)徑(2)定向徑(投影徑):Feret徑(或Green徑):定方向接線徑,即一定方向的平行線將粒子的投影面外接時(shí)平行線間的距離。Krummbein徑:定方向最大徑,即在一定方向上分割粒子投影面的最大長(zhǎng)度。Martin徑:定方向等分徑,即一定方向的線將粒子投影面積等份分割時(shí)的長(zhǎng)度。(3)Heywood徑:投影面積圓相當(dāng)徑,即與粒子的投影面積相同圓的直徑,常用DH表示。(4)體積
4、等價(jià)徑(equivalentvolumediameter):與粒子的體積相同的球體直徑,也叫球相當(dāng)徑。用庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器測(cè)得,記作Dv。粒子的體積V=πDv3/6又稱細(xì)孔通過(guò)相當(dāng)徑。當(dāng)粒子通過(guò)粗篩網(wǎng)且被截留在細(xì)篩網(wǎng)時(shí),粗細(xì)篩孔直徑的算術(shù)或幾何平均值稱為篩分經(jīng),記作DA。2.篩分徑(sievingdiameter)算術(shù)平均徑DA=(a+b)/2幾何平均徑DA=(ab)1/2式中,a—粒子通過(guò)的粗篩網(wǎng)直徑;b—粒子被截留的細(xì)篩網(wǎng)直徑。粒徑的表示方式是(-a+b),即粒徑小于a,大于b。粒徑相當(dāng)于在液相中具有相同沉降速
5、度的球形顆粒的直徑。該粒經(jīng)根據(jù)Stocks方程計(jì)算所得,因此有叫Stocks徑,記作DStk.3.有效徑(effectdiameter)DStk=18η(ρp-ρ1)·ght·[]1/2式中,ρp,ρ1—分別表示被測(cè)粒子與液相的密度;η—液相的粘度;h——等速沉降距離;t—沉降時(shí)間。與欲測(cè)粒子具有等比表面積的球的直徑,記作DSV。采用透過(guò)法、吸附法測(cè)得比表面積后計(jì)算求得。這種方法求得的粒徑為平均徑,不能求粒度分布。DSV=Ф/SW·ρ式中,SW—比表面積,Ф—粒子的性狀系數(shù),球體時(shí)Ф=6,其他形狀時(shí)一般情況下
6、Ф=6.5~8。4.比表面積等價(jià)徑(equivalentspecificsurfacediameter)粒度分布(particlessizedistribution)表示不同粒徑的粒子群在粉體中所分布的情況,反映粒子大小的均勻程度。粒子群的粒度分布可用簡(jiǎn)單的表格、繪畫(huà)和函數(shù)等形式表示。(二)粒度分布頻率分布(frequncysizedistribution)表示與各個(gè)粒徑相對(duì)應(yīng)得粒子在全粒子群中所占的百分?jǐn)?shù)(微分型)累積分布(cumulativesizedistribution)表示小于(pass)或大于(o
7、n)某粒徑的粒子在全粒子群中所占的百分?jǐn)?shù)(積分型)。1.頻率分布與累積分布百分?jǐn)?shù)的基準(zhǔn)可用個(gè)數(shù)基準(zhǔn)(countbasis)、質(zhì)量基準(zhǔn)(massbasis)、面積基準(zhǔn)(surfacebasis)、體積基準(zhǔn)(volumnbasis)、長(zhǎng)度基準(zhǔn)(lengthbasis)等表示。表示粒度分布時(shí)必須注明測(cè)定基準(zhǔn),不同的測(cè)定基準(zhǔn),所獲得的粒度分布曲線也不一樣。不同基準(zhǔn)的粒度分布理論上可以互相換算。實(shí)際應(yīng)用較多的是質(zhì)量和個(gè)數(shù)基準(zhǔn)分布。是指由不同粒徑組成的粒子群的平均粒徑。中位徑是最常用的平均徑,也叫中值徑,在累積分布中累積
8、值正好為50%所對(duì)應(yīng)的粒子徑,常用D50表示。(三)平均粒子徑粒徑的測(cè)定方法與適用范圍測(cè)定方法粒子經(jīng)(μm)測(cè)定方法粒子經(jīng)(μm)光學(xué)顯微鏡0.5~電子顯微鏡0.001~篩分法40~沉降法0.5~200庫(kù)爾特計(jì)數(shù)法1~600氣體透過(guò)法1~100氮?dú)馕椒?.03~1(四)粒子徑的測(cè)定方法是將粒子放在顯微鏡下,根據(jù)投影像測(cè)得粒徑的方法,主要測(cè)定幾何粒徑。光學(xué)顯微鏡可以測(cè)定微米級(jí)的粒徑,電子顯微鏡可以測(cè)