第六章：粉体学基础.ppt
第六章 粉体学基础,主讲人：纪宏宇办公电话：86605835,1,第一节 概述第二节 粉体的基本性质第三节 粉体的性质第四节 黏附性和黏着性第五节 粉体的压缩性,本章主要内容,第六章：粉体学基础,2,粉体学（micromeritics）：是研究粉体的基本性质及其应用的科学。粉体（powder）：是无数个固体粒子的集合体。粒子（particles）：粉体运动的最小单元。,第一节 概述,第六章：粉体学基础,3,粉体：无数个固体粒子的集合体（外延=单个粒子+聚结粒子）单个粒子叫一级粒子（primary particle）聚结粒子叫二级粒子（second particle）,第六章：粉体学基础,第一节 概述,4,粉：100m的粒子叫“粒”，流动性较好。,第六章：粉体学基础,第一节 概述,5,6,粉体微粒大小的分类,一、粒子径和粒度分布（一）粒子径 粉体粒子的大小，也叫粒度。1.几何学粒子径2.沉降速度相当径（Stokes径）3.筛分径DA,第二节 粉体的基本性质,第六章：粉体学基础,7,1.几何学粒子径（geometric diameter）(1)三轴径(2)定方向径(3)圆相当径(4)球相当径,第二节 粉体的基本性质,第六章：粉体学基础,8,1.几何学粒子径（geometric diameter）(1)三轴径(2)定方向径(3)圆相当径(4)球相当径,第二节 粉体的基本性质,定方向连线径(Feret径)定方向等分径(Martin径)定方向最大径(Krummbein径),第六章：粉体学基础,长径短径,面积相当径(Heywood径)周长相当径,体积相当径表面积相当径比表面积相当径,9,1、几何学粒子径(1)三轴径反映粒子的实际尺寸,10,光学（0.5 m）电子（0.01 m）,第六章：粉体学基础,(2)定方向径,11,Feret径：定方向接线径,Martin径：定方向等分径,Krummbein径：定方向最大径,第六章：粉体学基础,(3)圆相当径,12,Heywood径DH投影面积圆相当径,面积相当径(Heywood径)周长相当径（DL）,第六章：粉体学基础,(4)球相当径,体积相当径（DV）表面积相当径（DS）比表面积相当径（DSV）,13,第六章：粉体学基础,体积相当径与粒子体积相同的球体直径；库尔特计数法：1600 m；,14,测定原理：粒子通过细孔时，粒子体积排除孔内电解质而电阻发生改变；利用电阻与粒子体积成正比的关系将电信号换算成直径。,14,表面积/比表面积相当径,比表面积等价径100 m与预测粒子具有等比表面积球的直径；吸附法或透过法求得；为平均粒径，不能求粒径分布。,15,第六章：粉体学基础,2.沉降速度相当径（Stoke径）,与粒子具有相同沉降速度（恒速）的球形粒子的直径；沉降法100 m。,16,第六章：粉体学基础,3.筛分径（sieving diameter）,17,(a+b)(ab),粒径表示方法：(-a+b)粗细筛孔直径的算术或几何平均值；粒度分布,第六章：粉体学基础,18,利用筛孔将粉体机械阻挡而进行分级筛号用“目”表示，即每英寸(25.4mm)长度上开有的孔数。,筛分法：45m,（二）粒度分布(particle size distribution)表示不同粒度粒子群的分布情况。频率分布：各个粒径的粒子群在总粒子群中所占的百分数（微分型）。累积分布：小于或大于某粒径的粒子群在总粒子群中所占的百分数（积分型）。,第二节 粉体的基本性质,第六章：粉体学基础,19,第六章：粉体学基础,20,（二）粒度分布(particle size distribution),第二节 粉体的基本性质,第六章：粉体学基础,21,（三）平均粒子径（D50）中位径（在累积分布图中累积值正好为50%所对应的粒子径），是最常用的平均径。,第二节 粉体的基本性质,第六章：粉体学基础,22,（四）粒子径的测定方法1）显微镜法2）库尔特计数法3）沉降法4）比表面积法5）筛分法：利用筛孔将粉体按粒子大小进行分级的方法（适合于45m以上粒子）筛号与筛孔尺寸：“目”,第二节 粉体的基本性质,第六章：粉体学基础,23,二、粒子形状（自学）1）形状指数；2）形状系数。,第二节 粉体的基本性质,第六章：粉体学基础,24,三、粒子的比表面积（自学）指单位重量或单位体积的粉体所具有的粒子表面积。分别为1.体积比表面积SV=6/d2.重量比表面积SW=6/d。d比表面积平均径 粉体的粒密度,第二节 粉体的基本性质,第六章：粉体学基础,25,3.比表面积的测定方法：,气体吸附法（BET法）,气体透过法,折射法,第二节 粉体的基本性质,第六章：粉体学基础,26,一、密度和空隙率（一）密度粉体体积：粉体自身的体积(Vt)粒子内的空隙(V内)粒子间的空隙(V间)V=Vt+V内+V间=Vg+V间,第三节 粉体的性质,第六章：粉体学基础,27,（一）密度 真密度（true density，t）颗粒密度（granule density，g）堆密度（bulk density，b）振实密度（tap density，bt）,28,tgbtb,第三节 粉体的性质,第六章：粉体学基础,（二）空隙率（porosity）,空隙率：是空隙体积在粉体中所占有的比率。,29,第六章：粉体学基础,（一）粉体的流动性（flowability）,第六章：粉体学基础,二、粉体的流动性与充填性,30,1.流动性的评价与测定(1)休止角（angle of repose）,第六章：粉体学基础,（一）粉体的流动性,粒子在粉体堆积层的自由斜面上滑动时所受重力和粒子间摩擦力达到平衡而处于静止状态下测得的最大角。,31,1.流动性的评价与测定(1)休止角（angle of repose）,第六章：粉体学基础,（一）粉体的流动性,32,1.流动性的评价与测定(1)休止角（angle of repose）,第六章：粉体学基础,越小，流动性越好。（40）,（一）粉体的流动性,33,1.流动性的评价与测定(2)流出速度（flow velocity）全部物料流出漏斗所需的时间。100m玻璃球助流。,第六章：粉体学基础,流出速度越大，流动性越好。,（一）粉体的流动性,34,1.流动性的评价与测定(3)压缩度（compressibility index）,第六章：粉体学基础,C越大，流动性越差,C20%流动性较好；C为40-50流动性差；,（一）粉体的流动性,35,2.粉体流动性的影响因素与改善方法(1)粒子大小：增大粒径，改善流动性 造粒(2)粒子形态及表面粗糙度：球形(3)密度：密度0.4 g/cm3，可满足操作要求(4)含湿量：干燥(5)助流剂的影响：加入适量助流剂,第六章：粉体学基础,（一）粉体的流动性,36,37,粒径/m,休止角,第六章：粉体学基础,38,含水量对粉末粘结力的影响,1 海藻酸钠2西黄蓍胶3小麦淀粉4玉米淀粉5马铃薯淀粉,（二）粉体的充填性（packability）,第六章：粉体学基础,堆密度与空隙率反映粉体的充填状态,1、充填性表示法,39,3、充填状态的变化与速度方程 容器中粉体给予振动或冲击时粉体层的体积减少，粉体的特性之一，与流动性密切相关。充填速度,40,（二）粉体的充填性（packability）,第六章：粉体学基础,（二）粉体的充填性（packability）,第六章：粉体学基础,4、助流剂对充填性的影响 助流剂附着在粒子表面，减弱粒子间的粘附和摩擦力，增大流动性和充填密度。过量加入反而减弱流动性。,41,（一）粉体的吸湿性（moisture absorption）指固体表面吸附水分的现象。,42,第六章：粉体学基础,三、粉体的吸湿性与润湿性,水溶性药物吸湿平衡曲线,43,临界相对湿度（critical relative humidity，CRH）水溶性药物在相对湿度较低的环境下，吸湿量很少，而当相对湿度增大到某一定值时，吸湿量急剧增加，此时的相对湿度称为临界相对湿度。,第六章：粉体学基础,1.水溶性药物的吸湿性,物料的CRH越小，越易吸湿。,44,45,CRHAB CRHA CRHB，与各成分的量无关；意义：作为药物吸湿性指标；为生产、贮藏环境提供参考；为处方设计提供参考。,第六章：粉体学基础,1.水溶性药物的吸湿性,46,疏水性药物吸湿平衡曲线,混合物的吸湿性具有加和性,2.水不溶性药物的吸湿性,第六章：粉体学基础,第六章：粉体学基础,（二）粉体的润湿性,是固体界面由固-气界面变为固-液界面的现象，即液体在固体表面上的粘附现象。,47,（二）粉体的润湿性,第六章：粉体学基础,接触角越小，润湿性越好！,48,1.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。,49,（三）接触角的测定方法,第六章：粉体学基础,2.管式接触角测定,50,圆柱体中充填粉体,滤纸堵住底端,浸入水中,第六章：粉体学基础,学习要点,1.粉体粒子的密度2.粉体粒子的流动性（休止角）3.粉体的的吸湿性（CRH）4.粉体的润湿性（接触角）,第六章：粉体学基础,51,谢谢,52,
