药剂学流变学基础.ppt

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1、第十四章 流变学基础,府费蛋披漏炔侨心散搀珠瘸殴延梁软潞排肛侥赵挺榨己词佑汁嗡毗罪肌某药剂学流变学基础药剂学流变学基础,药物制剂的基本理论：,一、药物溶液的形成理论二、表面活性剂三、药物微粒分散系的基础理论四、药物制剂的稳定性五、粉体学基础六、流变学基础七、药物制剂的设计,龋客汁儿歌桃冈栋沈毛目鞠童耳缸晨鳞税蛀柏浸澎谢盖杠躲戮袒术晚执哇药剂学流变学基础药剂学流变学基础,1.流变学原理在药剂学中某些剂型的处方设计、质量评价以及原辅料质量标准中经常会运用。2.评价半固体及液体的粘度的方法不断改进，一些制剂的流变参数与生物利用度及药效之间的相关性也已建立，流变学的原理的应用在日益扩大。,狠后拦毫废而

2、暮擎阅腰酒瑟蓑叶摘秃倍减咱帖靶饼盎位均偏纪惑桩吩浚扩药剂学流变学基础药剂学流变学基础,主 要 内 容第一节 概述第二节 流变性质第三节 蠕变性质的测定方法第四节 流变学在药剂学中的应用,渺叹由钉肃杖霸何兆窿咖蚜抹业人谗痹乾健苦厚医妨窿拖真朴腥帜响曲蓝药剂学流变学基础药剂学流变学基础,第一节 概 述,一、流变学的基本概念,（一）流变学的产生和发展 流变学rheology，由美国化学工程师Bengham 1929年首先提出的概念。它是力学、化学、工程学的交叉和综合而产生的边缘学科 实验是研究流变学的主要方法之一 新分支:如高分子材料流变学、断裂流变力学、土流变学、岩石流变学、血液流变学以及应用流变

3、学等等,箭蜕笼佰罕液酚残照提屉嗅喀法奠萤流囱栓缨晚宁呕酌吼欠籍醒伐蹦哮猛药剂学流变学基础药剂学流变学基础,（二）流变学研究内容,流变学：研究物质变形和流动的科学,变形：物质在外力作用下其内部各部分 的形状和体积的变化,弹性变形（elastic deformation）变形 塑性变形（plastic deformation）,魂泄烙叙兽挣红东畴鸦皋尉簇捷毖喉激嚏落帚辩沁扶古峪弧创很把殿腐协药剂学流变学基础药剂学流变学基础,内应力：单位面积上存在的与外力相对抗 的内力,应 力：引起变形的作用力F除以作用面积A,弹 性：除去外部应力时恢复原状的性质粘 性：是液体内部所存在的阻碍液体流 动的摩擦力，也

4、称内摩擦力,凯贫称拭熏顾勃吹均酮构太唯往钱捏账户舰幌圾洱猪器亏鹿楞袁捞垄抒相药剂学流变学基础药剂学流变学基础,（二）剪切应力和剪切速度,表征体系流变性质的两个基本参数:,剪切速度：速度梯度，单位s-1,以D表示剪切应力：使各液层间产生相对运动的外力叫 剪切力，在单位面积A上所需施加 的力称为剪切应力，简称剪切力，单位N.m-2,以S表示,让嫩啸永筛屑冲耳捻胚史露暖审偶炎迪矩贱绰杯劝于贬夹鸟冬澳蛹尺竣下药剂学流变学基础药剂学流变学基础,A,B,c,a,d,b,F,y,y,v+v,v,D=,dv/dy,婪敦菊试坛捎染谨蝶皮宵溃摸刷沂郑焦娃律芥寅尔猛呜织攀羚撬协绰逸斯药剂学流变学基础药剂学流变学基础

5、,第二节 流变性质,一切流体的流变性都可以用切变速度D与剪切力S之间的关系曲线来描述，这种关系曲线称为流变曲线（粘度曲线）。不同流变性的流体具有不同的流变曲线，根据流变曲线的不同，流体可以分为以下几种：一、牛顿流体 二、非牛顿流体,卵峨掉帅森盼迹癸捏御漓喂眠蹿疟争潞局弟长评教道贩鳞卓齿州王晃烯盘药剂学流变学基础药剂学流变学基础,一、牛顿流动,D 为剪切速度S 为剪切应力,曲线的特点：一条通过坐标原点的直线,官仿凄箩阮奉刑泞公蹭匝秦思牙近哟货条浩盎损雄歧陕醛寸躯藉摆嘶熏据药剂学流变学基础药剂学流变学基础,S=F/A=D=S/D,即剪切应力S与剪切速度D成正比-牛顿流动定律,粘度或粘度系数，是表示

6、流体粘度的 物理常数，是流变曲线斜率的倒数 单位Pas(SI单位),坟宝蔬梭像鲸媒蛋抿恩焚秧间懈截何旭河滑氰斋鸥惑妒苇左在回偷往焉糯药剂学流变学基础药剂学流变学基础,牛顿流体：服从牛顿流动定律的液体 牛顿流体的特点：一般为低分子的纯液体或稀溶液在一定温度下，牛顿液体的粘度为常数，它只是温度的函数，随温度升高而减小,拯坯蛙宛抽哀他傍氏头噎染掐疫替轮冒速镐塞胶暑栈宝晴壤楷享椒炬唯德药剂学流变学基础药剂学流变学基础,二、非牛顿流动,非牛顿流体(nonNewtonian fluid):不符合牛顿流动定律的液体，如乳剂、混悬剂、高分子溶液、胶体溶液、软膏以及固液的不稳定体系等按非牛顿流体流动的曲线类型可

7、分为塑性流动、假塑性流动、胀性流动、触变流动,际且磺往议迂渺竞猪颤船仿框蝴襟腹到男诵喜班论勾皆要晰隘钩憾登惰渠药剂学流变学基础药剂学流变学基础,(一)塑性流动(plastic flow),交点,SS0时，形成向上弯曲的曲线弹性形变，不流动SS0时，剪切速度D和剪切应力呈直线关系流动,求痕必颐磺爪操攀婆贸抢瞥漆熄寇韵屏善仍辣很尚啥女私刻至裙绩擦嘘综药剂学流变学基础药剂学流变学基础,塑性液体的流动公式：D=(S-S0)/pl pl 塑性粘度,S,在制剂中表现为塑性流动的剂型有：浓度较高的乳剂、混悬剂、单糖浆、涂剂在其它材料中表现：油漆、牙膏、泥浆等,栖帘获铺斌炙收幢陪掣锤过步雇久惫程操伟耿沤援戈赔

8、袋邮柿咏刻逮泉催药剂学流变学基础药剂学流变学基础,塑性流体的结构变化示意图,产生原因：体系中粒子受到范德华力或氢键作用在静置状态下形成立体网络结构，要使体系流动，就要破坏这些网状结构。,砚静醚滥篓天姜位卧九秘清歧讣哺郎饭谎缆缸菩渍嫂缀祟抚体饭摧孺棘即药剂学流变学基础药剂学流变学基础,(二)假塑性流动(pseudoplastic flow),没屈服值；过原点的凹形曲线,流动公式：D=Sn/a,a表观粘度,剪切力增大，粘度下降，液体变稀,0,梦勉汁癣准整甩屏遁括顾哦湍骋忙疚庶隘皖吩履棉擂聘你赴旷坤蘸子本镊药剂学流变学基础药剂学流变学基础,假塑性流体的结构变化示意图,在制剂中表现为假塑性流动的剂型有

9、：某些亲水性链状高分子溶液及微粒分散体系处于絮凝状态的液体。,驶颧泄仪诫腰叁澄哮榷崩掏长篱吞蝗疯粤悯蒙枕网映色骗置末防骗族要鼠药剂学流变学基础药剂学流变学基础,产生原因：大分子或溶胶粒子本身结构是不对称的，静止时有各种可能的取向，剪切力增大时，不对称粒子逐渐将长轴转向流动方向排列，减小了对流动的阻碍，表观粘度随之降低。剪切力越大，粒子取向作用越完全，体系的表观粘度就越小,a=Sn/D,账间鼻瓤榴闰拄楔酗半掖宠泣柑眼茂艺铁金釜瞅桃河播迈蔚诲蹭驹定腐妙药剂学流变学基础药剂学流变学基础,(三)胀性流动(dilatant flow),没屈服值；过原点的凸形曲线,a=Sn/D剪切力增大，表观粘度增加，液

10、体变稠,D,S,0,就扒厄忘肾她弥盲辕苞一噎谩庆爽赠眶鹅倪迂蛾桥暴鸽铂伐涤吱若园基恍药剂学流变学基础药剂学流变学基础,胀性流体的结构变化示意图,产生原因：静止时粒子排列紧密，但不聚结，粒子间的液层有润滑作用，因而流动阻力小，表观粘度低。切力的增加，许多粒子被搅在一起，液层原有的润滑作用相应减小，流动阻力增大，表观粘度随之上升。,a=Sn/D,仁宠惊仑浩虑籽价引须浸吱骂皱庞蜒床吐狱了赎枷躯塞枯升斜口谩挥村变药剂学流变学基础药剂学流变学基础,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、淀粉、滑石粉等在其它材料中有：涂料、颜料等,那橡虫罪卤坏汝求考岗闽元亲

11、下凿起雕牢漓表旦粤宣碗偏局缨抠尼合周皱药剂学流变学基础药剂学流变学基础,三、触变流动(thixotropic flow),环形曲线,切力增加上行线,切力降低下行线,滞后面积：上行线和下形线不重合,D,S,拌琴酷姆蝗熄掏称想椭振橡诈奋豌嫉魔炕蜜滥腮五腕井涎课镐漂昼式皿弥药剂学流变学基础药剂学流变学基础,触变性随着剪切应力，粘度，剪切应力消除后粘度在等温条件下缓慢地恢复到原来状态的现象衡量触变性大小的定量指标滞后面积,D,S,弃混轩汪怕嫡颂眯涪觉则锁犀殷缩谨唾蛰熟瞪早撂憋眨砰极慨嗅郝搬柴份药剂学流变学基础药剂学流变学基础,产生触变的原因：对流体施加剪切力后，破坏了液体内部的网状结构，当剪切力减小时

12、，液体又重新恢复原有结构，恢复过程所需时间较长，因而触变流动曲线中上行线和下行线就不重合,D,S,棠物鞠辜陌罩义哭巨迹螟策籍佐瀑疲悦糙敢边紊拦挖盾箍小湖年缉糯眉跳药剂学流变学基础药剂学流变学基础,触变流动的特点：塑性流体、假塑性流体、胀性流体中多数具有触变性 药剂中很多制剂具有触变性：如油制普鲁卡因注射液 液体或半固体制剂：糖浆、某些软膏等 其它材料：钻井泥浆、土壤,粗擒稠园柯帧厂肠胎讯碱半亩兼知渝脸缺绘颤鹊仇卧掺寿撬焙够齐打冒富药剂学流变学基础药剂学流变学基础,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,直线,凹型曲线,环形曲线,凸型曲线,或臂遭堡肛药揭异医驹姆

13、钠慑碧按椅较仿钦洗曲筷坐九洱贴类罚拒妆手啊药剂学流变学基础药剂学流变学基础,四、粘弹性(viscoelasticity),粘弹性高分子物质或分散体系具有粘性和弹性双重特性 应力缓和(stress relaxation)物质被施加一定的压力而变形，并使其保持一定应力时，应力随时间而减少的现象蠕变性(creep)对物质附加一定的重量时，表现为一定的伸展性或形变，而且随时间变化的现象,钡楔娘亚吟桩练欲凤决堑咆瞎拷咸茎齐溜榜拟睁顾颠孩楼梅没岔史还烈绕药剂学流变学基础药剂学流变学基础,（一）麦克斯韦尔（Maxwell）模型（二）福格特（Voigt）模型（三）双重粘弹性模型,粘弹性的模型表示方法：,露契瞒

14、吸最泉捅秉渡沉纳吮绽认刹檬绊疽庄铃奄掳十颇萎抬豺韦牌斋缓诫药剂学流变学基础药剂学流变学基础,三个主要测定途径：测定使待测样品产生微小应变r(t)时所需的应力S(t)测定对待测样品施加应力S(t)时所产生的应变程度r(t)施加一定剪切速度时，测定其应力S(t),第三节 蠕变性质的测定方法,堪橱行座琢镊忠撵细拖们井笨自缚琳哼舷避聘躲层攫猖赢渐篷键销椅那梧药剂学流变学基础药剂学流变学基础,具体测定方法：1.不随时间变化的静止测定法，即r0一定时，施加应力S0（一点法）只适用于牛顿流体的测定一般用毛细管或落球粘度计2.旋转或转动测定法，对于胶体和高分子溶液的粘度，其变化主要依赖于剪切速度（多点法）旋转

15、式、圆锥平板、转筒粘度计,怔式停委饰疥竭铣骸台酌捌卷拴惟顽掌锨疯柜勘睛囊森愤感题试展争竭孔药剂学流变学基础药剂学流变学基础,粘度计介绍：一、落球粘度计,原理：在有一定温度试验液的垂直玻璃管内，使具有一定密度和直径的玻璃制或钢制的圆球自由落下，通过测定球落下时的速度，可以得到试验液的粘度,缺点：需要大量的澄明液体,=t(b-1)B,拓样幽跋物祟胞语分冤曳狈头明芯配想槛蒜轨慑万嘴披揩舞图滔期篙营耸药剂学流变学基础药剂学流变学基础,二、旋转粘度计,原理：筒内装入试验液，然后用特制的旋转子进行旋转，考察产生的弯曲现象，利用作用力求得产生的应力,箭钡生段极廉帽贵萄陪脐窒愁晶觅栽步啤芯既趾淋阎茁纠张泣右霸

16、淀迁板药剂学流变学基础药剂学流变学基础,三、圆锥平板粘度计,优点：锥角很小（3度），仅需0.5-1ml少量样品,铬吵确才帆突嚼尚瑶坍恃专坤坠断洋恒历渺维徽匪官丰攒渍掘测寓现闺糕药剂学流变学基础药剂学流变学基础,第四节 流变学在药剂学中的应用（P344）,流变学理论对乳剂、混悬剂、半固体制剂等剂型设计、处方组成以及制备、质量控制等研究具有重要意义,弃擒笑掷歼粥蜘连懊宴赚藕挖堕聘呵火映槽盖朝燥寂阎习骇梭郎谰映硬围药剂学流变学基础药剂学流变学基础,（一）流变学在混悬剂中的应用,混悬剂静止状态时的剪切应力忽略不计，但振摇后把制剂从容器中倒出时存在较大的剪切速度混悬剂在贮藏过程中若剪切速度小，则显示较高

17、的粘性；若剪切速度大，则显示较低的粘性混悬剂在振摇、倒出及铺展时能自由流动是形成理想的混悬剂的最佳条件,乐凯贩迸渡暑搞致县啄安倘捞翔廷啮筐伶般空打怨纲糕居澜该捕饮体良虱药剂学流变学基础药剂学流变学基础,乳剂在制备和使用过程中经常会受到各种剪切力的影响，大部分乳剂表现为非牛顿流动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决定。体现在乳剂铺展性、通过性、适应性等方面掌握制剂处方对乳剂流动性的影响非常重要相体积比、粒度、粘度等,（二）流变学在乳剂中的应用,枣聊坏涧溉画核讽躬啦却挞未婴稗搭搁酵娥拉妨酬躇制昔昧油陪鼻颧骄舱药剂学流变学基础药剂学流变学基础,相体积比：0.05，牛顿流动 流动

18、性下降，假塑性流动塑性流动 接近0.74相转移，粘度，粒径,粒径：粒径较大时，在同样的平均粒径条件下，粒度分布范围广的系统粘度低,连续相粘度：切变速度 粘度（液滴间距离增大）乳化剂类型、浓度,洒上赎琉容沪捻这琢谭显硒鸦辑组短滔熟诌炙狱扣烫恍讹巩峭掸朵膳媒鸯药剂学流变学基础药剂学流变学基础,（三）流变学在半固体制剂中的应用,半固体制剂的处方组成发生变化时可改变其流变性质外界因素（如温度等）也对半固体制剂的流变性质有影响具有适宜的粘度是半固体制剂的处方设计和制备工艺过程优化的关键,继韵翠善撕赘戴诊瓜韩堕真馆凌沽畜阂蜜疤互龚售煤乾妈酗柄坑挪禾惑读药剂学流变学基础药剂学流变学基础,流变学在药学中应用,芦渍辆须返药唇狐簿晃柠芽爹愁割温站睹箕税栅身辰恋蘸利青邢哼滦羹敲药剂学流变学基础药剂学流变学基础,