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第14章 流变学基础 一．流变学的基本概念 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。 流变学主要是研究物质的变形和流动的一门科学。 变形：对某一物体外加压力，其内部的各部分的形状和体积发生的变化。主要与固体的性质相关。 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）。 塑性流体的结构变化示意图 塑性流动的特点：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。 在制剂中表现为塑性流动的剂型有浓度较高的乳剂、软膏和混悬剂。 假塑性流体的结构变化示意图 胀性流体的结构变化示意图 胀性流动的特点：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，流动曲线向上突起。 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。 产生触变的原因：对流体施加切应力后，破坏了液体内部的网状结构，当切应力减小时，液体又重新恢复原有结构，恢复过程所需时间较长，因而上行线和下行线就不重合。 塑性流体、假塑性流体、胀性流体中多数具有触变性，它们分别称为触变性塑性液体、触变性假塑性液体、触变性胀性液体。 第三节 蠕变性质的测定方法 落球粘度计 ρs＝球的密度， ρL＝待测浓密度， t＝球体下落时间， K=仪器常数(可用已知粘度的液体求得) 对于这种粘弹性，我们用弹性模型化的弹簧和把粘性通过模型的缓冲器的复合型模型加以表示： （一）麦克斯韦尔（Maxwell）模型 （二）福格特（Voigt）模型 （三）双重粘弹性模型 （四）多重粘弹性模型 * 粘度的测定 毛细管粘度计 式中?为粘度，P为液体密度．t是样品流过毛细管的时间。 一、落球粘度计 落球式粘度计的主要缺点是需要较大量的澄明的液体 二、旋转粘度计 筒内装入试验液，用特制的转子进行旋转，考察产生的弯曲现象，利用作用力求得产生的应力， 針入度 在指定温度和外力下滑脂被插入的深度叫“针入 度”。 “针入度”越大则表明该润滑脂较软，品级上数字越小“针入度”越大， 合格软膏剂针入度为200－240个单位 * * 第一节 概 述 化妆品乳液、番茄酱放置时粘稠，振摇后变稀；圆珠笔写字、油漆未干而不流下、牙膏给予压力后从管中挤出。 在药剂学当中混悬剂、乳剂的稳定性，软膏的涂布性，液体制剂的易于服用，这些均应从流变学的观点进行探索。 可逆性变形称为弹性变形（elastic deformati- on），而非可逆性变形称为塑性变形（plastic deformat- ion）。流动也视为一种非可逆性变形过程。 流动的难易与物质内部的内摩擦力大小有关，把这种内摩擦阻力称为该流体的黏度。 实际上，某一种物质对外力表现为弹性和粘性双重特性（粘弹性）。这种性质称为流变学性质，对这种现象进行定量解析的学问称为流变学。 Stationary Plate Moveable Plate A=Area cm2 A=Area cm2 X = Distance F = Force (dynes) 剪切应力与剪切速率 在流速不太快时，可将流动着的液体视为互相平行移动的液层叫层流（如下图），由于各层的速度不同，便形成速度梯度du/dy，这是流动的基本特征。 u y 表征体系流变性质的两个基本参数： 1. 在单位液层面积（A）上施加的使各液层间产生相对运动的外力称为剪切应力，简称剪切力（sheari g force）,单位为N/m2，以S表示。 2.剪切速度（rate of shear），单位为S-1，以D表示。 二、流变学在药剂学中的应用 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。 （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。 （二）流变学在乳剂中的应用 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。 （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