《药剂学》课件第十四章 流变学基础.ppt

第十四章 流变学基础 复习 粉体流动性的影响因素与改善方法有那些？ 影响因素：粒子的形状、大小、粒度分布、表面状态、密度、 空隙率、粒子间的粘着力、摩擦力、范德华力、静电力等。 改善方法：适当增加粒子大小、改善粒子形态、控制粒子湿度、加入适当的润滑剂、助流剂。 流变学研究范畴 研究切变应力与切变速度之间的关系，牛顿流体与非牛顿流体的特征，流变学理论对乳剂、混悬剂、半固体制剂等的剂型设计、处方组成、质量控制等进行评价。 讨论流变学理论对于具有粘性与弹性双重特性的物体或分散体系的作用 第一节 概述 流变学（Rheology）来源于希腊的Rheos (Stream, 流动），由Bingham和Crawford为了表示液体的流动和固体的变形现象而提出来的概念。 流变学主要是研究物质的变形和流动的一门科学。 变形主要与固体的性质相关。对某一物体外加压力，其内部的各部分的形状和体积发生变化，称为变形。 对固体施加外力，则固体内部存在一种与外力相对抗的内力使固体恢复原状。此时在单位面积上存在的内力称为应力（Stress）。 由外部应力而产生的固体的变形，如除去其应力,则固体恢复原状，这种性质称为弹性。这种可逆性变形称为弹性变形。非可逆性变形称为塑性变形。 流动表示液体和气体的性质。流动的难易与物质的粘性有关，流动也视为一种非可逆性变形过程。 某一种物质对外力表现为弹性和粘性双重特性（粘弹性）。 河道中流水，水流方向一致，水流速度不同，中心处的水流最快。因此在流速不太快时可以将流动着的液体视为互相平行移动的液层。 有速度梯度存在，流动较慢的液层阻滞着流动较快液层的运动，所以产生流动阻力。为了使液层能维持一定的速度梯度运动，就必须对它施加一个与阻力相等的反向力。 在单位液层面积（A）上所需施加的这种力称为切变应力，简称切变力（shearing force），以S表示。速度梯度，以D表示。切变应力与切变速度是表证体系流变性质的两个基本参数。 意义：可以应用流变学理论对乳剂、混悬剂、半固体制剂等的剂型设计、处方组成以及制备、质量控制等进行评价。 如制备医用的膏剂、糊剂时必须调整适当的粘稠度和铺展性，才能使其制剂达到良好的重现性。 物质的流变性可以分两类：一种为牛顿流变学，另一种为非牛顿流变学。其决定因素在于物质的流变性是否遵循牛顿的流变学法则。 流变学理论影响混悬液中分散粒子沉降时的粘性及经过振荡，从容器中倒出混悬剂时的流变性质的变化。因此，在制备混悬剂时考察流变学性质非常重要。 混悬液在静止状态下所产生的切变应力，如果只考虑悬浮粒子的沉降，由于其存在的力很小，故可以忽略不计。但是，经过振摇后把制剂从容器中倒出时可以观察到存在较大的切变速度。 混悬剂在贮藏过程中切变速度小，显示较高的粘性，切变速度变大，显示较低的粘性。 触变性物质在静置状态下形成凝胶，振摇后转变为液状。白皂土、膨润土、皂土和羧甲基纤维素钠混合物的稠度曲线。 在使用和制备条件下乳剂的特性是否适宜，主要由制剂的流动性而定。 例如，皮肤科用的制剂必须调节和控制好制剂的伸展性。 要使注射用乳剂容易通过针头，或使乳剂的特性适合于工业化生产工艺的需要，掌握制剂处方对乳剂流动性的影响非常重要。 大部分乳剂主要表现为非牛顿流动，不同制剂间进行定量比较非常困难。在这里主要讨论与粘性相关的分散相、连续相、乳化剂。 与分散相相关的几个因素主要有相的体积比，粒度分布，内相的粘度等。 分散相体积比0.05，系统表现为牛顿流动，随着体积比增加系统的流动性下降，表现为假塑性流动。体积比高的时候，转变为塑性流动。如果体积比接近0.74时产生相转移，粘度显著增大。 粒度分布广的系统比粒度分布狭的系统粘度低。 影响乳剂流动性的因素中，连续相的粘度是主要的因素。乳化剂也是影响乳剂粘度的主要因素之一。乳化剂的类型会影响粒子的絮凝作用和粒子间的引力，而且改变其流动性。乳化剂的浓度越高制剂的粘度越大。 膜的物理学特性和电学性质也是影响乳剂粘性的重要因素之一。 制备软膏剂时，必须控制好材料的浓度（稠度）。当亲水性凡士林中加入水，屈服点（下降曲线延伸与横轴相交的点）由520g下降到320g，同时，亲水凡士林的塑性粘度（下降曲线斜率的倒数）和触变性随着水的加入而增大。 温度对软膏基质稠度的影响，例：凡士林、液体石蜡聚乙烯复合型软膏基质的塑性流动及触变性的影响。 温度对两种基质触变性的变化特性完全不同，原因温度升高凡士林的蜡状骨架基质产生崩解，液体石蜡聚乙烯复合型软膏基质能够维持树脂状结构。 在制备制剂时，上述理论和曲线可以设计具有最佳粘度特性的软膏处方。 在剂型设计和制备工艺过程中流变学的主要应用领域如下。 液体流动时，在液体内形成速度梯度，故产生流体阻力。此阻力（