微粒分散体系.ppt

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1、关于微粒分散体系现在学习的是第1页，共99页第一节第一节 概概 述述n一、概念一、概念n分散体系（分散体系（disperse system）：是一种或几种物是一种或几种物 质质高高度度分分散散在在某某种种介介质质中中形形成成的的体体系系。被被分分散散的的物物质质称称为分散相，而连续的介质称为分散介质。为分散相，而连续的介质称为分散介质。现在学习的是第2页，共99页n异丙酚纳米乳n异丙酚 10gn1,2丙二醇 50mln精制大豆油 10g 分散相n注射用磷脂 20gn牛璜胆酸钠 14g 注射用水 加至 1000ml 分散介质现在学习的是第3页，共99页二、分类二、分类 分分散散体体系系按按分分散

2、散相相粒粒子子的的直直径径大大小小可可分分为为小小分分子子真真溶溶液液（直直径径1nm）、胶胶体体分分散散体体系系（直直径径在在1 100nm）粗粗分分散散体体系系（直直径径 100nm）。将将微微粒粒直直径径在在1nm 100m范范围围的的分分散散相相统统称称为为微微粒粒，由由微微粒粒构构成成的的分分散体系则统称为微粒分散体系。散体系则统称为微粒分散体系。现在学习的是第4页，共99页n n三、特殊性能：三、特殊性能：n1、分散相与分散介质之间存在着相界面，、分散相与分散介质之间存在着相界面，会出现大量的表面现象；会出现大量的表面现象；n2、具有较高的表面自由能是、具有较高的表面自由能是热力学

3、不稳热力学不稳定体系定体系。n3、粒径更小的分散体系还具有明显的布、粒径更小的分散体系还具有明显的布朗运动、丁铎尔现象等。朗运动、丁铎尔现象等。现在学习的是第5页，共99页n四、在药剂学中的重要意义四、在药剂学中的重要意义n1、有助于提高药物的溶解速度及溶解度，、有助于提高药物的溶解速度及溶解度，有有n利于提高难溶性药物的生物利用度利于提高难溶性药物的生物利用度n2、利于提高药物微粒在分散介质中的分散、利于提高药物微粒在分散介质中的分散性与稳定性性与稳定性n n 现在学习的是第6页，共99页n3、具有不同大小的微粒分散体系在体内分、具有不同大小的微粒分散体系在体内分布上具有一定的选择性，如一定

4、大小的微布上具有一定的选择性，如一定大小的微粒给药后容易被单核吞噬细胞系统吞噬粒给药后容易被单核吞噬细胞系统吞噬n4、微囊、微球具有缓释作用，减少剂量，、微囊、微球具有缓释作用，减少剂量，降低毒副作用降低毒副作用n5、改善药物在体内外的稳定性等、改善药物在体内外的稳定性等现在学习的是第7页，共99页50nm的的微微粒粒能能够够穿穿透透肝肝脏脏内内皮皮，通通过过毛毛细血管末梢或淋巴传递进入细血管末梢或淋巴传递进入骨髓骨髓组织组织。静静脉脉注注射射、腹腹腔腔注注射射0.13.0 m的的微微粒粒能能很很快快被被单单核核吞吞噬噬细细胞胞系系统统吞吞噬噬，浓浓集集于于巨巨噬噬细胞丰富的细胞丰富的肝脏肝脏

5、和和脾脏脾脏等部位。等部位。人人肺肺毛毛细细血血管管直直径径为为2 m，2 m的的粒粒子子被被肺肺毛毛细细血血管管滞滞留留下下来来，2 m的的微微粒粒则则通过肺而到达通过肺而到达肝、脾肝、脾等部位。等部位。注注射射50 m的的微微粒粒，可可使使微微粒粒分分别别被被截截留留在在肠、肾肠、肾等相应部位等相应部位。微粒大小与体内分布微粒大小与体内分布现在学习的是第8页，共99页第二节第二节 微粒分散系的主要性质与特点微粒分散系的主要性质与特点n本节主要分析讨论与其粒径大小和物理稳定本节主要分析讨论与其粒径大小和物理稳定性有关的性质。性有关的性质。现在学习的是第9页，共99页n一、微粒大小与测定方法一

6、、微粒大小与测定方法n微粒大小完全均一的体系称为单分散体系；微粒大小完全均一的体系称为单分散体系；n微粒大小不均一的体系称为多分散体系；微粒大小不均一的体系称为多分散体系；n微粒分散系中常用的粒径表示方法有几何学微粒分散系中常用的粒径表示方法有几何学粒径、比表面积径等。粒径、比表面积径等。现在学习的是第10页，共99页n1、电子显微镜法、电子显微镜法n其里面的其里面的TEM法较常用。法较常用。n2、激光散射法、激光散射法n此种方法现今也十分常用此种方法现今也十分常用现在学习的是第11页，共99页 1电子显微镜法电子显微镜法 n测定原理：电子束射到样品上，如果能量足够大就测定原理：电子束射到样品

7、上，如果能量足够大就能穿过样品而无相互作用，形成透射电子，用于能穿过样品而无相互作用，形成透射电子，用于透透射电镜（射电镜（TEM）的成像和衍射；的成像和衍射；n当入射电子穿透到离核很近的地方被反射，而没有能当入射电子穿透到离核很近的地方被反射，而没有能量损失，则在任何方向都有散射，即形成量损失，则在任何方向都有散射，即形成背景散射背景散射；n如果入射电子撞击样品表面原子外层电子，把它激发如果入射电子撞击样品表面原子外层电子，把它激发出来，就形成低能量的出来，就形成低能量的二次电子二次电子，在电场作用下可呈，在电场作用下可呈曲线运动，翻越障碍进入检测器，使表面凸凹的各曲线运动，翻越障碍进入检测

8、器，使表面凸凹的各个部分都能清晰成像。个部分都能清晰成像。n二次电子和背景散射电子共同用于二次电子和背景散射电子共同用于扫描电镜（扫描电镜（SEM）的成像。的成像。现在学习的是第12页，共99页微球表面形态微球表面形态 Scanning electron micrography of ADM-GMS v微球橙红色，形态圆整、均匀，微球表面可见孔隙，部微球橙红色，形态圆整、均匀，微球表面可见孔隙，部分微球表面有药物或载体材料结晶。分微球表面有药物或载体材料结晶。现在学习的是第13页，共99页2激光散射法激光散射法n对对于于溶溶液液，散散射射光光强强度度、散散射射角角大大小小与与溶溶液液的的性性质

9、质、溶溶质质分分子子量量、分分子子尺尺寸寸及及分分子子形形态态、入入射射光光的的波波长长等有关，对于直径很小的微粒，瑞利散射公式：等有关，对于直径很小的微粒，瑞利散射公式：（4-14-1）nI-I-散散射射光光强强度度；I I0 0-入入射射光光的的强强度度；n n-分分散散相相折折射射率率；n n0 0-分分散散介介质质折折射射率率；-入入射射光光波波长长；V-V-单单个个粒粒子子体体积积；-单单位位体体积积溶液中粒子数目。溶液中粒子数目。n由由上上式式，散散射射光光强强度度与与粒粒子子体体积积V V的的平平方方成成正正比比，利利用用这一特性可测定粒子大小及分布。这一特性可测定粒子大小及分布

10、。现在学习的是第14页，共99页第二节第二节 微粒分散体系的性质和特点微粒分散体系的性质和特点 微微粒粒分分散散体体系系是是典典型型的的多多相相分分散散体体系系。随随着着微微粒粒粒粒径径的的变变小小，表表面面积积A不不断断增增加加，表表面面自自由由能能的的增加增加G为：为：G=A (4-2)表表面面张张力力；A表表面面积积的的增增加加。对对于于常常见见的的不不溶溶性性微微粒粒的的水水分分散散体体系系，为为正正值值，而而且且数数值值也也比比较较大。大。一、微粒分散体系的一、微粒分散体系的热力学热力学性质性质现在学习的是第15页，共99页二、微粒分散系的二、微粒分散系的动力学动力学性质性质微粒分散

11、体系的动力学稳定性主要表现微粒分散体系的动力学稳定性主要表现在两个方面。在两个方面。l当微粒较小时，主要是分子热运动产生的当微粒较小时，主要是分子热运动产生的布布朗朗运动；运动；提高提高微粒分散体系的物理稳定微粒分散体系的物理稳定性性l当微粒较大时，主要是重力作用产生的当微粒较大时，主要是重力作用产生的沉降沉降。降低降低微粒分散体系的物理稳定性微粒分散体系的物理稳定性现在学习的是第16页，共99页布朗运动：粒子永不停息的无规则的直线运动布朗运动：粒子永不停息的无规则的直线运动布朗运动是粒子在每一瞬间受介质分子碰撞的合力布朗运动是粒子在每一瞬间受介质分子碰撞的合力方向不断改变的结果。由于胶粒不停

12、运动，从其周方向不断改变的结果。由于胶粒不停运动，从其周围分子不断获得动能，从而可抗衡重力作用而不发围分子不断获得动能，从而可抗衡重力作用而不发生聚沉。生聚沉。现在学习的是第17页，共99页n二、微粒的动力学性质二、微粒的动力学性质n（一）（一）Brown运动运动n微粒作布朗运动时的平均位移微粒作布朗运动时的平均位移可用布朗运动方程表示：可用布朗运动方程表示：n n (4-3)nt时间；时间；T系统热力学温度；系统热力学温度；介质黏度介质黏度nr微粒半径；微粒半径；L阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常数n小的微粒在动力学上是稳定体系。小的微粒在动力学上是稳定体系。nr愈小，介质粘度愈小，温度愈高，粒子

13、的平均位移愈大，布朗运愈小，介质粘度愈小，温度愈高，粒子的平均位移愈大，布朗运动愈明显。动愈明显。现在学习的是第18页，共99页n作作为为BrownBrown运运动动的的结结果果，胶胶体体质质点点可可自自发发地地从从高高浓浓度度区区域域向向低低浓度区域扩散。扩散速率遵从浓度区域扩散。扩散速率遵从FickFick第一定律：第一定律：n (4-4)式中，式中，扩散速度；扩散速度；胶体分散系的浓度胶体分散系的浓度梯梯度；度；D扩散系数；扩散系数；A扩散界面扩散界面S的面积。负号表示扩的面积。负号表示扩散方向与浓度梯度的方向相反。散方向与浓度梯度的方向相反。（二）扩散与渗透压（二）扩散与渗透压现在学习

14、的是第19页，共99页nBrown运动的位移与扩散系数之间的关系：n （4-5）n上述两公式综合可得：n （4-6）n可见粒子的扩散能力和粒子的大小成反比，粒径越大，扩散能力越弱现在学习的是第20页，共99页n半透膜两侧分别放入溶液和纯溶剂，这时纯溶剂侧的溶剂分子通过半透膜的扩散到溶液侧，这种现象称为渗透。如果没有半透膜，溶质分子将从高浓度向低浓度方向扩散。胶体粒子比溶剂分子大得多，不能通过半透膜，因此在溶胶和纯溶剂之间会产生渗透压，渗透压的大小可用稀溶液的渗透压公式计算：n =cRT （4-7）n式中，渗透压，c溶胶的浓度，R气体常数，T绝对温度。现在学习的是第21页，共99页n（三）沉降与

15、沉降平衡 在一个分散体系中微粒的密度大于分散介质的密度，就会发生沉降。如果是粗分散体系，粒子较大，经过一段时间以后，粒子会全部沉降到容器的底部。如果粒子比较小，由于粒子的布朗运动，一方面受到重力作用而沉降，另一方面由于沉降使上、下部分的浓度发生变化，引起扩散作用，使浓度趋向于均匀。当沉降和扩散这两种方向相反的作用力达到平衡时，体系中的粒子以一定的浓度梯度分步，这种平衡称作沉降平衡。达到沉降平衡后体系的最下部浓度最大，随高度的上升浓度逐渐减小。现在学习的是第22页，共99页n粒粒径径较较大大的的微微粒粒受受重重力力作作用用，静静置置时时会会自自然沉降，其沉降速度服从然沉降，其沉降速度服从Stok

16、es定律：定律：(4-8)V-微粒沉降速度；微粒沉降速度；r-微粒半径；微粒半径；1、2-分别为微粒和分散介质分别为微粒和分散介质密度；密度；-分散介质粘度；分散介质粘度；g-重力加速度常数。重力加速度常数。r r愈大，微粒和分散介质的密度差愈大，分散介质的愈大，微粒和分散介质的密度差愈大，分散介质的粘度愈小，粒子的沉降速度愈大。粘度愈小，粒子的沉降速度愈大。现在学习的是第23页，共99页n二、微粒的光学性质二、微粒的光学性质n 光是一种电磁波，当一束光照射到一个微粒分散体光是一种电磁波，当一束光照射到一个微粒分散体系时，可以出现光的吸收、反射和散射等现象。系时，可以出现光的吸收、反射和散射等

17、现象。光的光的吸收吸收主要由微粒的主要由微粒的化学组成化学组成与与结构结构决定；光的决定；光的反射反射与与散射散射主要取决于微粒的主要取决于微粒的大小大小。丁铎尔现象是微粒。丁铎尔现象是微粒散射光的宏观表现。现今丁铎尔现象已经成为判断纳米体散射光的宏观表现。现今丁铎尔现象已经成为判断纳米体系的一个简单方法。微粒大小不同，光学性质相差很大。系的一个简单方法。微粒大小不同，光学性质相差很大。在同等条件下，粗分散体系由于反射光为主，不能观察到在同等条件下，粗分散体系由于反射光为主，不能观察到丁铎尔现象；而低分子的真溶液则是透射光为主，同样观丁铎尔现象；而低分子的真溶液则是透射光为主，同样观察不到乳光

18、。察不到乳光。现在学习的是第24页，共99页n当一束光线在暗室通过胶粒分散系，在其侧当一束光线在暗室通过胶粒分散系，在其侧面可看到明显的乳光，即面可看到明显的乳光，即Tyndall现象。丁现象。丁铎尔现象是微粒散射光的宏观表现。铎尔现象是微粒散射光的宏观表现。n低分子溶液低分子溶液透射光；粗分散体系透射光；粗分散体系反射光；反射光；胶体分散系胶体分散系散射光。散射光。现在学习的是第25页，共99页 丁达尔现象丁达尔现象n丁达尔现象（丁达尔现象（Tyndall phenomena）n在暗室中，将一束光通过溶胶时，在侧面在暗室中，将一束光通过溶胶时，在侧面可看到一个发亮的光柱，称为可看到一个发亮的

19、光柱，称为乳光乳光，即丁，即丁达尔（达尔（Tyndall）现象。）现象。现在学习的是第26页，共99页n瑞利提出了粒径小于 的非导体球型质点的光散射公式：n （4-9）nI-I-散射光强度；散射光强度；I I0 0-入射光的强度；入射光的强度；n n-分散相折射率；分散相折射率；n n0 0-分分散介质折射率；散介质折射率；-入射光波长；入射光波长；V-V-单个粒子体积；单个粒子体积；-单位体单位体积溶液中粒子数目。积溶液中粒子数目。现在学习的是第27页，共99页n根据瑞利公式，可得到如下结论：（1）散射光强和入射光波长的4次方成反比。（2）分散相与分散介质的折射率相差越大，散射光越强。（3）

20、散射光强和分散体系的浓度成正比。（4）散射光强和质点的体积成正比。体积越大，散射光越强。现在学习的是第28页，共99页n三、微粒分散体系的电学性质三、微粒分散体系的电学性质n微粒分散体系的电学性质主要是由微粒表面微粒分散体系的电学性质主要是由微粒表面发生的电离、吸附或摩擦等产生的电荷所表发生的电离、吸附或摩擦等产生的电荷所表现的性质。现的性质。现在学习的是第29页，共99页（一）电泳（一）电泳（electrophoresis）n在电场作用下微粒的定向移动叫电泳。在电场作用下微粒的定向移动叫电泳。n在溶液的电场中，微粒受两种作用力，一种是静电在溶液的电场中，微粒受两种作用力，一种是静电力力Fe，

21、另一种是摩擦力另一种是摩擦力Fs，而且这两种力在恒速运而且这两种力在恒速运动时大小相等。动时大小相等。n （4-10）n其中，其中，r球型微粒半径，球型微粒半径，表面电荷密度，表面电荷密度，E电场强度，电场强度，v恒速运动的速度。恒速运动的速度。n从上式可知微粒在电场作用下移动的速度与其粒径从上式可知微粒在电场作用下移动的速度与其粒径大小成反比，其他条件相同时，大小成反比，其他条件相同时，微粒越小，移动越微粒越小，移动越快。快。现在学习的是第30页，共99页n（二）微粒的双电层结构（二）微粒的双电层结构n在微粒分散体系的溶液中在微粒分散体系的溶液中,微粒表面带有同种离子微粒表面带有同种离子,通

22、过静通过静电引力可使与其电荷相反的离子分布于微粒周围电引力可使与其电荷相反的离子分布于微粒周围,微粒表微粒表面的离子与靠近表面的反离子构成了微粒的面的离子与靠近表面的反离子构成了微粒的吸附层吸附层.同时由同时由于扩散作用于扩散作用,反离子在微粒周围呈现距微粒表面越远则浓度反离子在微粒周围呈现距微粒表面越远则浓度越稀的梯度分布越稀的梯度分布,从吸附层表面至反离子电荷为零处形成从吸附层表面至反离子电荷为零处形成微粒的微粒的扩散层扩散层.吸附层与扩散层吸附层与扩散层所带电荷相反所带电荷相反，共同构成，共同构成双电层结构双电层结构现在学习的是第31页，共99页溶胶粒子表面电荷的来源溶胶粒子表面电荷的来

23、源u电离作用：电离作用：胶粒的基团解离；硅胶粒子表面的胶粒的基团解离；硅胶粒子表面的SiO2分分子与水生成子与水生成H2SiO3，若解离生成若解离生成SiO32-，使硅溶胶带负电，使硅溶胶带负电，介质含有介质含有H+离子而带正电。离子而带正电。u吸附作用：吸附作用：胶粒优先吸附与自身有相同成分的离子。胶粒优先吸附与自身有相同成分的离子。如如AgNO3与与KIAgI，可吸附，可吸附Ag+或或I-带电。带电。u摩擦带电：摩擦带电：非导体构成的体系中，介电常数较大的一非导体构成的体系中，介电常数较大的一相易带正电，另一相带负电。如玻璃相易带正电，另一相带负电。如玻璃(15)在水中在水中(81)带带负

24、电，苯中负电，苯中(2)带正电。带正电。现在学习的是第32页，共99页微粒的双电层结构微粒的双电层结构固定层：固定层：微粒表微粒表面面sternstern面（扩面（扩散层中反离子电性中心构成的面）散层中反离子电性中心构成的面）扩散层：扩散层：切动面切动面电势为零电势为零电位：电位：切动面切动面电势为零处电势为零处的电位差，也叫动电位。的电位差，也叫动电位。电位电位是衡量胶粒带电荷多少是衡量胶粒带电荷多少的指标。的指标。现在学习的是第33页，共99页n从吸附层表面至反离子电荷为零处的电位差叫动电位从吸附层表面至反离子电荷为零处的电位差叫动电位,即即电位。电位。n =/r （4-11）n表面电荷密

25、度表面电荷密度介质的介电常数介质的介电常数nr球形微粒的半径球形微粒的半径n从上式可见从上式可见在相同条件下在相同条件下,微粒越小微粒越小,电位电位越高越高.现在学习的是第34页，共99页第三节第三节 微粒分散体系的物理稳定性微粒分散体系的物理稳定性n微微粒粒分分散散药药物物制制剂剂的的稳稳定定性性应应当当包包括括以以下几个方面：下几个方面：n1药物制剂的化学稳定性；药物制剂的化学稳定性；n2药物制剂的药物制剂的物理稳定性物理稳定性；n3生物活性稳定性；生物活性稳定性；n4疗效稳定性；疗效稳定性；n5毒性稳定性毒性稳定性。现在学习的是第35页，共99页n本节重点讨论微粒分散系的物理稳定性及其本

26、节重点讨论微粒分散系的物理稳定性及其影响因素及提高稳定性的方法。影响因素及提高稳定性的方法。现在学习的是第36页，共99页一、微粒分散系的物理稳定性一、微粒分散系的物理稳定性n微粒分散制剂大多是属于胶体分散系给药系统，其稳定微粒分散制剂大多是属于胶体分散系给药系统，其稳定性主要是指某些性质的变化，如微粒的大小、分散相的性主要是指某些性质的变化，如微粒的大小、分散相的浓度、粘度、浓度、粘度、电位变化等，可以用热力学稳定性、电位变化等，可以用热力学稳定性、动力稳定性、聚集稳定性来表征。动力稳定性、聚集稳定性来表征。现在学习的是第37页，共99页n（一）热力学稳定性（一）热力学稳定性n微微粒粒分分散

27、散系系是是热热力力学学不不稳稳定定体体系系，是是具具有有巨巨大大表表面面的的开开放放体体系系。根根据据热热力力学学理理论论，体体系的系的Gibbs自由能自由能G的增加可用下式表示。的增加可用下式表示。n G=A (4-12)n表面表面张张力；力；现在学习的是第38页，共99页nA是制备微粒分散系时体系表面积的改是制备微粒分散系时体系表面积的改变值。变值。n当当为正值时，为正值时，G则增大，具有过剩表则增大，具有过剩表面自由能。由最小能量原理可知，体系面自由能。由最小能量原理可知，体系有从高能量自动地向低能量变化的趋势，有从高能量自动地向低能量变化的趋势，小粒子自动地聚集成大粒子，使体系表小粒子

28、自动地聚集成大粒子，使体系表面积减小，因此是热力学不稳定体系。面积减小，因此是热力学不稳定体系。n 现在学习的是第39页，共99页n当当0时，是热力学稳定体系。时，是热力学稳定体系。故制备此类分故制备此类分散系时均需加入稳定剂散系时均需加入稳定剂(表面活性剂或某些电表面活性剂或某些电解质离子）吸附在微粒表面上，使解质离子）吸附在微粒表面上，使降低降低,体体系就具有一定的稳定性。系就具有一定的稳定性。n制备微粒分散系制剂时增加稳定性的方法制备微粒分散系制剂时增加稳定性的方法n（1）加入表面活性剂或使）加入表面活性剂或使降低降低,体系就具体系就具有一定的稳定性。有一定的稳定性。n（2）某些电解质离

29、子吸附在微粒表面上，形）某些电解质离子吸附在微粒表面上，形成机械性或电性保护膜，防止微粒间的聚结。成机械性或电性保护膜，防止微粒间的聚结。现在学习的是第40页，共99页n（3）增加介质黏度也是一种常用的方法）增加介质黏度也是一种常用的方法n在在1980年已制得热力学稳定的氢氧化铝溶年已制得热力学稳定的氢氧化铝溶胶，说明制备热力学稳定的微粒分散系是胶，说明制备热力学稳定的微粒分散系是可能的。可能的。现在学习的是第41页，共99页n（二）动力稳定性（二）动力稳定性n微粒分散系的动力稳定性是指在重力场微粒分散系的动力稳定性是指在重力场或离心场的作用下，微粒从分散介质中或离心场的作用下，微粒从分散介质

30、中析离的程度。析离的程度。n微粒分散系之所以具有一定的动力稳定微粒分散系之所以具有一定的动力稳定性一是由于微粒的性一是由于微粒的Brown运动。是分散运动。是分散介质中分子对微粒碰撞的结果，微粒在介质中分子对微粒碰撞的结果，微粒在介质分子的包围之中，介质的分子处于介质分子的包围之中，介质的分子处于热运动状态，从各个不同角度碰撞微粒，热运动状态，从各个不同角度碰撞微粒，使微粒向各个方向发生位移，而不停地使微粒向各个方向发生位移，而不停地无秩序运动的结果。无秩序运动的结果。现在学习的是第42页，共99页 另一个因素则是重力产生的沉降，另一个因素则是重力产生的沉降，布朗运动提布朗运动提高微粒分散系的

31、稳定性，沉降降低微粒分散高微粒分散系的稳定性，沉降降低微粒分散系的稳定性。当微粒较小，布朗运动起主要系的稳定性。当微粒较小，布朗运动起主要作用，当微粒较大时，重力起主要作用。作用，当微粒较大时，重力起主要作用。现在学习的是第43页，共99页n当当微微粒粒的的半半径径大大于于1m后后，微微粒粒的的平平均均位位移移只只有有0.656m/s，在在分分散散介介质质中中受受重重力力场场作作用用而而匀匀速速运运动动，此此时时应应按按Stokes定定律律，其其沉沉降降或或上上浮浮的的速速度度V以下式表示：以下式表示：n V=2r2（1-2）g/9 (4-13)n式中，式中，r微粒的半径；微粒的半径；g重力加

32、速度；重力加速度；分散介质的粘度；分散介质的粘度；1和和2微粒和分散介质的密微粒和分散介质的密度。度。现在学习的是第44页，共99页n当微粒半径当微粒半径r1m后，则微粒就要沉降后，则微粒就要沉降或上浮，动力稳定性较差。因此为了减或上浮，动力稳定性较差。因此为了减小微粒沉降或上浮的速度，则通过小微粒沉降或上浮的速度，则通过增加增加分散介质的粘度，加入增稠剂，调节微分散介质的粘度，加入增稠剂，调节微粒与分散介质的密度差粒与分散介质的密度差，使，使12。这样这样可提高此微粒分散制剂的稳定性。可提高此微粒分散制剂的稳定性。现在学习的是第45页，共99页n最主要的是最主要的是减小微粒的半径减小微粒的半

33、径，当微粒半径，当微粒半径r从从 10m减小为减小为 1m时，其沉降速度从时，其沉降速度从4.36102m/s降低为降低为4.36m/s，相差相差100倍。倍。沉降速度可用来评价粗分散体系的动沉降速度可用来评价粗分散体系的动力学稳定性，速度越小说明体系越稳定，力学稳定性，速度越小说明体系越稳定，反之则不稳定。反之则不稳定。现在学习的是第46页，共99页n选择题选择题混悬剂中药物微粒与介质间存在密度差，如药物微粒混悬剂中药物微粒与介质间存在密度差，如药物微粒的密度较大，由于重力的作用，静置时会出现沉降，的密度较大，由于重力的作用，静置时会出现沉降，如微粒为球体，其间无静电干扰，不受器皿影响，且如

34、微粒为球体，其间无静电干扰，不受器皿影响，且不发生湍流条件下，沉降速度符合下列公式中的哪一不发生湍流条件下，沉降速度符合下列公式中的哪一个（）个（）.V=2rV=2r2 2（1 1-2 2 ）g/g/99（）（）（）（）现在学习的是第47页，共99页n判断题nSTOKES公式中速度与微粒半径的平方成公式中速度与微粒半径的平方成正比，与粘度成反比（正比，与粘度成反比（）现在学习的是第48页，共99页（三）、絮凝与反絮凝（三）、絮凝与反絮凝 微粒表面具有双电层微粒表面具有双电层,使微粒表面带有同种电荷使微粒表面带有同种电荷,在在一定条件下因相互排斥而稳定。双电层的厚度越大，一定条件下因相互排斥而稳

35、定。双电层的厚度越大，则相互排斥的作用力越大，微粒就越稳定。如在体系则相互排斥的作用力越大，微粒就越稳定。如在体系中加入一定量的某种电解质，可能中和微粒表面的电中加入一定量的某种电解质，可能中和微粒表面的电荷，降低双电层的厚度，降低表面电荷的电量，使微荷，降低双电层的厚度，降低表面电荷的电量，使微粒间的斥力下降，从而使微粒的物理稳定性下降，出粒间的斥力下降，从而使微粒的物理稳定性下降，出现絮凝状态，即微粒呈絮凝状，形成疏松的纤维状结现絮凝状态，即微粒呈絮凝状，形成疏松的纤维状结构，但振摇可重新分散均匀。这种作用叫絮凝作用，构，但振摇可重新分散均匀。这种作用叫絮凝作用，加入的电解质叫絮凝剂。加入

36、的电解质叫絮凝剂。现在学习的是第49页，共99页 如在体系中加入一定量的某种电解质，可能如在体系中加入一定量的某种电解质，可能中和微粒表面的电荷，降低双电层的厚度，中和微粒表面的电荷，降低双电层的厚度，降低表面电荷的电量，使微粒间的斥力下降低表面电荷的电量，使微粒间的斥力下降，从而使微粒的物理稳定性下降，出现降，从而使微粒的物理稳定性下降，出现絮凝状态，即微粒呈絮凝状，形成疏松的絮凝状态，即微粒呈絮凝状，形成疏松的纤维状结构，但振摇可重新分散均匀。这纤维状结构，但振摇可重新分散均匀。这种作用叫絮凝作用，加入的电解质叫絮凝种作用叫絮凝作用，加入的电解质叫絮凝剂。剂。现在学习的是第50页，共99页

37、n为了得到稳定的微粒分散体系，一般应控制为了得到稳定的微粒分散体系，一般应控制电势在电势在2025mV范围内，使其恰好能产范围内，使其恰好能产生絮凝作用。絮凝剂主要是具有不同价数生絮凝作用。絮凝剂主要是具有不同价数的电解质，其中阴离子絮凝作用大于阳离的电解质，其中阴离子絮凝作用大于阳离子。子。电解质的絮凝效果与离子的价数有关电解质的絮凝效果与离子的价数有关，离子价数增加离子价数增加1，絮凝效果增加十倍。常用，絮凝效果增加十倍。常用的絮凝剂有枸橼酸盐、酒石酸盐、磷酸盐的絮凝剂有枸橼酸盐、酒石酸盐、磷酸盐及氰化物等。及氰化物等。现在学习的是第51页，共99页n如果在微粒体系中加入某种电解质使微粒表

38、如果在微粒体系中加入某种电解质使微粒表面的面的电位增高电位增高，静电排斥力阻碍了微粒之，静电排斥力阻碍了微粒之间的碰撞聚集，这个过程称为反絮凝，加间的碰撞聚集，这个过程称为反絮凝，加入的电解质称为反絮凝剂。对于粒径较大入的电解质称为反絮凝剂。对于粒径较大的微粒体系，如果出现反絮凝，就不能形的微粒体系，如果出现反絮凝，就不能形成疏松的纤维状结构，微粒之间没有支撑，成疏松的纤维状结构，微粒之间没有支撑，沉降后易产生严重结块，不能再分散，对沉降后易产生严重结块，不能再分散，对物理稳定性是不利的。物理稳定性是不利的。现在学习的是第52页，共99页增加微粒分散体系的物理稳定性方法：增加微粒分散体系的物理

39、稳定性方法：n加入絮凝加入絮凝剂；剂；n加入亲水性高分子物质；加入亲水性高分子物质；n加入絮凝加入絮凝剂和亲水性高分子物质剂和亲水性高分子物质。现在学习的是第53页，共99页n为了使微粒体系具有最佳的物理稳定性，可为了使微粒体系具有最佳的物理稳定性，可以通过以下三种方法：以通过以下三种方法：n1、使用絮凝剂使微粒保持絮凝状态防止出、使用絮凝剂使微粒保持絮凝状态防止出现结块现象现结块现象n2、将微粒分散于结构化载体体系维持微粒、将微粒分散于结构化载体体系维持微粒体系的反絮凝状态体系的反絮凝状态n3、加入絮凝剂并将微粒体系与结构化载体、加入絮凝剂并将微粒体系与结构化载体体系混合，可使整个体系达到最

40、佳稳定状体系混合，可使整个体系达到最佳稳定状态。态。现在学习的是第54页，共99页n同一电解质可因加入量的不同，在微粒分散同一电解质可因加入量的不同，在微粒分散体系中起絮凝作用体系中起絮凝作用（降低（降低电位）电位）或反絮凝作或反絮凝作用用（增高（增高电位）电位）n判断题（是或否）判断题（是或否）絮凝剂在微粒分散体系中起絮凝作用絮凝剂在微粒分散体系中起絮凝作用,增高增高电位。（电位。（）现在学习的是第55页，共99页n 四、四、DLVODLVO理论理论 n（一）微粒间的相互作用（一）微粒间的相互作用n微粒间存在的作用力一般有以下五种：微粒间存在的作用力一般有以下五种：n（1 1）范德华引力或电

41、磁引力；）范德华引力或电磁引力；n（2 2）静电斥力；）静电斥力；n（3 3）BornBorn力力-短距离斥力；短距离斥力；n（4 4）空间力）空间力-依赖于微粒界面上的分子的几何形依赖于微粒界面上的分子的几何形状和空间结构；状和空间结构；n（5 5）溶剂化力）溶剂化力-这是由于邻近粒子间吸附的溶剂量这是由于邻近粒子间吸附的溶剂量改变而引起的作用力。改变而引起的作用力。现在学习的是第56页，共99页nDerjaguin、Landau和和Verwey、Overbeek四人以微四人以微粒间的相互吸引和相互排斥力为基础，提出粒间的相互吸引和相互排斥力为基础，提出DLVO理论，理论，它能够比较完善地解

42、释它能够比较完善地解释电解质电解质对微粒多相分散系稳定对微粒多相分散系稳定性的影响。性的影响。现在学习的是第57页，共99页n1.两个球形粒子间的引力两个球形粒子间的引力-范德华引力范德华引力n任任何何两两个个粒粒子子之之间间都都存存在在范范德德华华引引力力，它它是是多多个个分分子子的的色色散散力力、极极性性力力和和诱诱导导偶偶极极力力之之和和，其其大大小小与与粒粒子子间间距距离离的的六六次次方方成成反反比比，称称为为六六次次率率。对对于于两两个个体体积积相相等等的的球球形形粒粒子子，若若两两球球表表面面间间距距离离H0比比粒粒子子半半径径a小小得得多多，如图如图4-2，可近似得到两粒子间的引

43、力势能：，可近似得到两粒子间的引力势能：n 现在学习的是第58页，共99页n n （4-14）n式中，式中，H两球之间的最短距离，两球之间的最短距离，a球球型微粒的半径，型微粒的半径，AHamaker常数常数，与，与粒子性质（如单位体积内的原子数、极化粒子性质（如单位体积内的原子数、极化率等）有关，其数值在率等）有关，其数值在10-1910-20J之间。之间。现在学习的是第59页，共99页图4-2微粒间引力现在学习的是第60页，共99页n（4-14）式只适用于近距离的球形粒子之间）式只适用于近距离的球形粒子之间的吸引力，是在真空条件下推导得到的，的吸引力，是在真空条件下推导得到的，并未考虑溶剂

44、的影响。并未考虑溶剂的影响。现在学习的是第61页，共99页n2.2.微粒间的排斥力微粒间的排斥力n微粒有一定的聚集稳定性是由于微粒荷电，具有微粒有一定的聚集稳定性是由于微粒荷电，具有静电斥力。静电斥力是由于微粒荷电，在微粒表静电斥力。静电斥力是由于微粒荷电，在微粒表面形成双电层。面形成双电层。19471947年年GrahameGrahame进一步发展了进一步发展了SternStern双电层理论。提出内、外双电层理论。提出内、外HelmholtzHelmholtz层层,外外HelmholtzHelmholtz层由水化离子构成，并属于扩散双电层范层由水化离子构成，并属于扩散双电层范围。在此基础上围

45、。在此基础上BockrisBockris又提出新的双电层结构，又提出新的双电层结构，如图如图4-114-11。现在学习的是第62页，共99页图图4-3 Bockris双电层结构图双电层结构图1.胶体颗粒表面胶体颗粒表面(若系金属若系金属,则则=);2.Stern层层;3.内内Helmholtz面面(IHP);4.外外Helmholtz面面(OHP),亦系滑动面亦系滑动面;5.溶剂化溶剂化(或水化或水化)阳离子阳离子;6.特性吸附的阴离子特性吸附的阴离子;7.第一水层第一水层(=6);8.第二水层第二水层(=32)现在学习的是第63页，共99页n微微粒粒间间的的静静电电斥斥力力势势能能：若若两两

46、球球形形粒粒子子面面之之间间距距离离为为H，半半径径为为a，两两球球形形粒粒子子面面的的最最短短距距离离为为H0，其其微微粒子间的斥力势能粒子间的斥力势能VR为：为：n (4-15)n式中，式中，0微粒表面电势；微粒表面电势；介电常数；介电常数；aa微粒微粒半径；半径；H H0 0两粒子球面间的最短距离；两粒子球面间的最短距离；kk波兹曼常波兹曼常数数n表明两球形微粒之间的相斥势能随表明两球形微粒之间的相斥势能随 0 0和和a a的增加的增加而而升高升高，随随H H0 0增加增加以以指数形式减少指数形式减少。现在学习的是第64页，共99页n（二）微粒间的势能曲线（二）微粒间的势能曲线n微微粒粒

47、间间的的势势能能为为吸吸引引势势能能与与相相斥斥势势能能之之和，若令总势能为和，若令总势能为，则，则n =A+R (4-16)n以以对对H作图，得到图作图，得到图4-4，称为势能曲，称为势能曲线线。现在学习的是第65页，共99页图4-4总势能曲线图现在学习的是第66页，共99页n势能曲线中有一最高点，叫做斥力势垒，只有粒子的动势能曲线中有一最高点，叫做斥力势垒，只有粒子的动能超过这一点时才能聚沉，所以势垒的高低往往标志着能超过这一点时才能聚沉，所以势垒的高低往往标志着微粒分散系稳定性的大小。图微粒分散系稳定性的大小。图4444。也有可能曲线上。也有可能曲线上没有势垒，表示在任何距离下斥力都不能

48、克服粒子之间没有势垒，表示在任何距离下斥力都不能克服粒子之间的引力，因此会相互聚集，最终产生沉淀。的引力，因此会相互聚集，最终产生沉淀。现在学习的是第67页，共99页 斥力势能为正，引力势能为负，总的势能斥力势能为正，引力势能为负，总的势能曲线决定于胶粒间引力和斥力相互作用的结果。曲线决定于胶粒间引力和斥力相互作用的结果。H粒子间距粒子间距0势能势能VA引力势能引力势能VR1VR2斥力势能斥力势能V1V2总势能总势能微粒的物理稳定性取微粒的物理稳定性取决于总势能曲线上势决于总势能曲线上势垒的大小。垒的大小。现在学习的是第68页，共99页n如图所示，如图所示，VA只在很短距离内起作用，只在很短距

49、离内起作用，VR的作用距离稍远些。当粒子逐渐接近的作用距离稍远些。当粒子逐渐接近时，首先起作用的是相斥势能，如果粒时，首先起作用的是相斥势能，如果粒子能克服子能克服VR并作进一步靠拢，直到某一并作进一步靠拢，直到某一距离时距离时VA才起作用，随后粒子愈接近，才起作用，随后粒子愈接近，VA的影响愈显著。势能曲线形状决定于的影响愈显著。势能曲线形状决定于VA 与与VR 的相对大小。的相对大小。现在学习的是第69页，共99页nDLVO理论可以定量说明电解质使溶胶发生聚沉的价理论可以定量说明电解质使溶胶发生聚沉的价数规则，但对高分子聚合物和非离子型表面活性剂的数规则，但对高分子聚合物和非离子型表面活性

50、剂的稳定作用不能解释。稳定作用不能解释。现在学习的是第70页，共99页n总势能曲线上势垒的高度随溶液中电解质浓总势能曲线上势垒的高度随溶液中电解质浓度的增加而降低，当电解质浓度达到某一数度的增加而降低，当电解质浓度达到某一数值时，势能曲线的最高点恰好为零，势垒消值时，势能曲线的最高点恰好为零，势垒消失，体系由稳定转为聚沉，这就是失，体系由稳定转为聚沉，这就是临界聚沉临界聚沉状态状态，这时的，这时的电解质浓度电解质浓度即为该微粒分散体即为该微粒分散体系的系的聚沉值聚沉值。n第一极小处发生的聚结：第一极小处发生的聚结：聚沉聚沉(coagulation)n第二极小处发生的聚结：第二极小处发生的聚结：