药剂学（第9版）ER7-1 第七章 流变学基础（课件）.pptxVIP

第七章流变学基础作者：黄园单位：四川大学华西药学院目录第一节概述第二节流体的基本性质第三节流变性测定法第四节流变学在药剂学中的应用重点难点掌握熟悉流变学的基本概念牛顿流体和非牛顿流体的流动特性弹性、黏性、黏弹性的特点及其模型流变性质的测定方法了解流变学在药剂学中的应用第一节概述第一节概述一、变形与流动（一）变形变形是指对某一物体施加压力时，其内部各部分的形状和体积发生变化的过程。将可逆性变形称为弹性变形，将非可逆性变形称为塑性变形（1）弹性变形：物体在外力作用下发生变形，当解除外力后恢复原来状态的过程。物体所具有的该种性质称为弹性（elasticity）（2）塑性变形：对软膏剂或硬膏剂等半固体制剂施加较小外力，观察不到变形，而施加较大外力时可以发生变形，且解除外力后不能复原的过程。物体所具有的该种性质称为塑性（plasticity）第一节概述一、变形与流动（二）流动1.流动的含义流动是液体的主要性质之一，流动的难易程度与物体本身的黏性有关，因此，流动也可视为非可逆性变形的过程。黏性（viscosity）则是流体在外力的作用下质点间相对运动而产生的阻力2.流动的条件对固体施加外力，则固体的内部存在一种与外力相对抗的内力而使固体保持原状，此时在单位面积上存在的内力称为应力（stress）。引起变形或流动的最小应力称为屈服值（yieldvalue）第一节概述二、剪切应力和剪切速率（一）剪切应变和剪切应力假设一个能够发生形变的立方体，固定其底面A，当对顶面B沿着切线方向施加力F时，物体以一定速度v发生形变，这种形变称为剪切应变（shearingstrain，γ）。此时，单位面积上的作用力F/B称为剪切应力（shearingstress，S）。在理想的固体中，剪切应力与剪切应变之间符合胡克定律（Hook’slaw），如式所示F牛顿黏型模型（剪切应变γ=tanβ）第一节概述二、剪切应力和剪切速率（二）剪切速率如果以同样的剪切力F施加到液体时，液体就会以一定速度流动，而且带动下层液体流动，此时在AB层间产生速度梯度dv/dx，亦称剪切速率（rateofshear，D）。对于理想液体，剪切应力S与剪切速率D成正比，可用牛顿黏性定律（Newton’slawofviscosity）表示式中，η为黏度，单位为Pa?s第一节概述三、黏弹性黏弹性（viscoelasticity）是指物体具有黏性与弹性的双重特性，具有这种性质的物体称为黏弹体（viscoelasticbody）。如软膏剂或凝胶剂等半固体制剂均具有黏弹性。黏弹体的力学性质不像完全弹性体那样，可仅用应力与应变的关系表示，它还与力的作用时间有关第二节流体的基本性质第二节流体的基本性质一、牛顿流体如图所示，将面积为Acm2的两块平板离开xcm，平行相对，使牛顿流体在中间流过。按箭头方向给予上面的平板施加力F（N），上板以v（cm/s）的速度运动，紧贴上板的液体以与上板相同速度移动，紧贴下板的一层液体不移动，两板中间所夹各层液体的流动速度如箭头所示，其流动速度沿x轴向上逐渐增大，并与下板的距离成正比。沿x轴方向速度梯度dv/dx为切变速率或剪切速率（rateofshear），用D（s-1）表示牛顿流体模型第二节流体的基本性质一、牛顿流体切变速率的大小与制剂操作和使用性能有关，下表表示了若干制剂操作的切变速率近似值若干制剂操作的切变速率操作切变速率/（D/s-1）操作切变速率/（D/s-1）从瓶内倾倒药液50皮下注射4000胶体磨研磨105～106?调制软膏1000鼻喷剂从塑料瓶中喷出20000皮肤上涂洗剂400～1000第二节流体的基本性质一、牛顿流体1.牛顿流体的含义凡符合牛顿公式的流体称为牛顿流体。著名科学家牛顿在17世纪论述了流体的黏性，提出了“流体内部的剪切应力与垂直于流体运动方向的速度梯度成正比”的关系，即：?S?S=η·D此即为牛顿公式。式中S为剪切应力，比例系数η称为黏度系数，简称黏度。将牛顿流体的剪切速率随剪切应力的变化绘制曲线，则得到流变曲线（rheogram），剪切速率D与剪切应力S呈直线关系，且通过原点。水、空气、油、液状石蜡等及低分子化合物的纯液体稀溶液或高分子稀溶液都属于牛顿流体第二节流体的基本性质一、牛顿流体2.流度牛顿流体的黏度η是一个常数，单位是Pa?s，1Pa?s=10P（泊）。η的倒数称为流度（fluidity）。在一定温度下，牛顿流体的黏度是温度的函数，随温度升高而减小，许多液体温度每升高1℃，黏度降低约2%第二节流体的基本性质二、非牛顿流体凡不符合牛顿黏度公式的流体统称为非牛顿流体。非牛顿流体的剪切应力和切变速率之比不是常数，它是切变速率的函数