1、第五版教材 药剂学第十三章第十三章 流变学基础流变学基础(第一节)(第一节)第一节 概述一流变学的基本概念(一)流变学的研究内容(二)切变应力与切变速率二、流变学在药剂学中的应用(一)在混悬剂中的应用(二)在乳剂中的应用(三)在半固体制剂中的应用一流变学的基本概念(一)流变学的研究内容流变学( Rheology) 是研究物质的 变形和流动变形和流动 的一门科学。变形是固体的性质:某一固体受到外力时,其各部分的形状和体积将发生变化,这就是变形 。当除去外力时,固体具有恢复原状的倾向性,我们把这种恢复原状的性质称为 弹性(弹性( Elasticity) 。 ( 同时,把可逆性变形称为弹性变形)。对
2、固体施加外力时,固体内部存在着一种与外力相对抗的内力使固体恢复原状,我们把这种单位面积上存在的内力称为 应力(应力( Stress) 。流动是液体和气体的性质。流动的难易与液体和气体本身具有的性质有关,我们把这种性质称为 粘性(粘性(Viscosity) 。( 流动也可视为一种非可逆性的变形过程)。实际上,某些物质可以对外力表现出弹性和粘性双重特性(简称为粘弹性),这也是流变学的重要性质之一。(二)切变应力与切变速率观察河中的流水:尽管水流方向一致,但水流速度却不同,中心处的水流最快,靠近河岸水流较慢。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一个个液层(如图 13-1);由于
3、各层的速度是不同的,所以产生速度梯度 du/dy, 这是流动的基本特征。 图 13-1流动时形成速度梯度u uy 因为有速度梯度存在,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流动阻力相等的反向力,我们把在单位液层面积( A) 上所需施加的这种力称为 切变应力 (简称 切应力Shearing force, 以 S表示 ) ,单位为 N/m2。速度梯度( rate of shear) 亦称为 切变速度 , 以 D表示,单位为 S-1, 。切变应力与切变速度是表征体系流变性质的两个基本参数。 二、流变学在药剂学中的应用 流变学
4、在药学研究中的重要意义在于:可以应用流变学理论对混悬剂、乳剂、半固体制剂等的剂型设计、处方组成、制备工艺、质量控制等进行研究与评价。 物质的流动性可以分两大类: 一种为牛顿流动, 另一种 为非牛顿流动。(一)流变学在混悬剂中的应用在混悬液中,流变学原理可用于讨论:粘性对粒子沉降的影响,混悬液经振荡从容器中倒出时的流动性 的变化,混悬液应用于投药部位时的伸(铺)展 性 Mervine和 Chase提出:良好的混悬剂在贮藏过程中切变速度很小,应显示出较高的粘性;在应用时,切变速度变大,应显示较低的粘性。即:混悬剂在振摇、倒出及铺展时是否自由流动是形成理想混悬剂的最佳判别条件。表现假塑性流动的西黄蓍胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠等物质,具有上述性能。图 13-2用甘油(牛顿流体)为对照组进行的实验结果说明:甘油的粘性作为悬浮粒子的助悬剂也较为理想。触变性物质在静置状态下可形成凝胶,经振摇后转变为液状。 图 13-3表示的是皂土、 CMC-Na以及二者混合物的稠度曲线( consistency curve)。 图中表示皂土具有非常显著的滞后曲线,且在装入膨润土样品的容器的翻转试验中发现,具有较大的触变性。而皂土和 CMC的混合分散液曲线,则表现出假塑性流动和触变性双重性质。因此,可以通过调节分散液的混合比例,制成理想的混悬剂的基质。