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第十四章 流变学和粉体学简介 一、概述 流变学(rheology)系指研究物体变形和流动的科学，1929年由Bengham和Crawford提出。 物体的二重性：物体在外力作用下可观察到变形和流动现象。 流变性：物体在外力作用下表现出来的变形性和流动性。 二、弹性形变和粘性流动 弹性变形(elastic deformation) 弹性变形：给固体施加外力时，固体就变形，外力解除时，固体就恢复到原有的形状，这种可逆的形状变化称为弹性变形。 应变：弹性变形时，与原形状相比变形的比率称为应变(strain)，应变分为常规应变(normal strain)和剪切应变(shear strain)。 延伸应变时，S=(E；剪切应变时，S=(G。 S为应力， (为应变，E为延伸弹性率，G为剪切刚性率。 对药剂学弹性率比刚性率更有实际意义，弹性率大，弹性界限就小，表现为硬度大，有脆性，容易破坏；弹性率小，表现柔软有韧性，不宜破坏。 粘性流动 液体受应力作用变形，即流动，是不可逆过程。 粘性(viscosity)是液体内部所在的阻碍液体流动的摩擦力，称内摩擦。 D=dv/dy=d(/dt D(s-1)为切变速度或剪切速度(rate of shear), d(/dt为单位时间应变的增加。 三、牛顿流动 理想的液体服从牛顿粘度法则(1687年，牛顿定律，Newtonian equation)， 即切变速度D与切应力S成正比： S=F/A=(D D为切变速度，S为切应力，F为A面积上施加的力， (为粘度系数[单位Pa·s，1Pa·s=10P(泊)]，或称动力粘度，简称粘度。 流度(fluidity)：(=1/(,即粘度的倒数。 运动粘度：粘度(与同温度的密度(之比值((/(),再乘以106，单位mm/s。 四、非牛顿流动 非牛顿液体(nonNewtonian fluid):不符合牛顿定律的液体，如乳剂、混悬剂、高分子溶液、胶体溶液等。 粘度曲线(viscosty curve)或流动曲线(flow curve):把切变速度D随切应力S而变化的规律绘制成的曲线。 流动方程式(rheological equation):表示流动曲线形状的数学关系式。 按非牛顿液体流动曲线为类型可将非牛顿液分为塑性流动、假塑性流动、胀性流动、触变流动。 塑性流动(plastic flow) 塑性流动：不过原点；有屈伏值S0；当切应力S S0时，形成向上弯曲的曲线；当切应力S S0时，切变速度D和切应力呈直线关系。 塑性(plastisity) 屈伏值(yield value)：引起塑性液体流动的最低切应力S0 。 塑性粘度(plastic viscosity):塑性液体的粘度(pl。 塑性液体的流动公式：D=(S- S0)/(pl D为切变速度，S为切应力， S0 为屈伏值， (pl 为塑性粘度。 在制剂中表现为塑性流动的剂型有浓度较高的乳剂和混悬剂。 A-牛顿流体； B-塑性流体； C-假塑性流体；D-胀性流体； E-触变性流体. 塑性流体的结构变化示意图 塑性流体的结构变化示意图 意图塑性流体的结构变化示 假塑性流动(pseudoplastic flow) 假塑性流动：没屈伏值；过原点；切应速度增大，形成向下弯的上升曲线，粘度下降，液体变稀。 切变稀化；切变稀化流动(shearthinning flow)。 假塑性液体的流动公式：D=Sn/(a 或 log D=log 1/(a +nlog S D为切变速度；S为切应力；(a 为表观粘度(随切变速度的不同而不同）；n1， (a 随S增加而增加。 在制剂中表现为假塑性流动的剂型有某些亲水性高分子溶液及微粒分散体系处于絮凝状态的液体。 假塑性流体的结构变化示意图 胀性流动(dilatant flow) 胀性流动：没屈伏值；过原点；切应速度很小时，液体流动速度较大，当切应速度逐渐增加时，液体流动速度逐渐减小，液体对流动的阻力增加，表观粘度增加，流动曲线向上弯曲。 切变稠化；切变稠化流动(shear thickening flow)。 胀性液体的流动公式：D= Sn /(a 或 log D=log 1/(a +n log S (D为切变速度；S为切应力； (a 为表观粘度(随切变速度的不同而不同）；n1，当n接近1时，流动接近牛顿流动)。 在制剂中表现为胀性流动的剂型为含有大量固体微粒的高浓度混悬剂如50%淀粉混悬剂、糊剂等。 胀性流体的结构变化示意图 触变流动(thixotropic flow) 在非牛顿流动中特别是塑性流动、假塑性流动中，当切变速度增加时形成向上的流动曲线，称上行线；当切变速度减少时形成向下的流动曲线，