藥劑學(xué)第十三章流變學(xué)基礎(chǔ)-在線瀏覽
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【正文】 在制備軟膏劑和化妝品時(shí)，必須控制好非牛頓流體材料的濃度（稠度）。當(dāng)親水性凡士林中加入水時(shí)，致流值由 520g下降到 320g， 同時(shí)，親水凡士林的塑性粘度和觸變性隨著水的加入而增大 。 ? 從圖 135中可以看出，溫度對(duì)兩種基質(zhì)的影響是一樣的，而且，降伏點(diǎn)的溫度變化曲線也表現(xiàn)為同樣的性質(zhì)。 2021/11/12 藥劑學(xué) 16 國(guó)家教委 “ 面向 21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容 與課程體系改革 ” 教材 —— 《藥劑學(xué)》 第十三章 流變學(xué)基礎(chǔ) (第二節(jié) ) 2021/11/12 藥劑學(xué) 17 第二節(jié) 流變性質(zhì) 一 、 牛頓流動(dòng) ? 我們已經(jīng)知道：液體流動(dòng)時(shí)， 在液體內(nèi)形成速度梯度 ， 故而產(chǎn)生流動(dòng)阻力 。 實(shí)驗(yàn)證明 : 純液體和多數(shù)低分子溶液在層流條件下的切變應(yīng)力 S與切變速度 D成正比 。 這種流體的流動(dòng)現(xiàn)象稱為牛頓流動(dòng) 。粘度單位用泊 （ Poise）來表示， 20℃ 水的粘度約為 (p)=1厘泊（ cp)。 2021/11/12 藥劑學(xué) 20 ? 根據(jù)式 131可知：牛頓液體的切變速度 D與切變應(yīng)力 S之間呈直線關(guān)系 ， 且直線經(jīng)過原點(diǎn) ， 如圖 137（ a） 所示 。 2021/11/12 藥劑學(xué) 21 二 ． 非牛頓流動(dòng) ? 實(shí)際上，大多數(shù)液體不符合牛頓粘度定律，如高分子溶液、膠體溶液、乳劑、混懸劑、軟膏等不均勻體系的流動(dòng)均不遵循牛頓定律。 ? 按非牛頓液體的流動(dòng)曲線類型的不同 ， 可以把非牛頓液體分為塑性流動(dòng) 、假塑性流動(dòng) 、 脹形流動(dòng) 、 觸變流動(dòng) 。 (b)塑性流動(dòng)（ S0 ——致流值） （ c） 假塑性流動(dòng) S增大時(shí) ， 斜率 k不斷增大 ，粘度 η 不斷下降 。 2021/11/12 藥劑學(xué) 23 ? 當(dāng) S? S0時(shí) ， 即 切變應(yīng)力 S達(dá)不到屈伏值 （ 致流值 ） 時(shí) ， 液體將不發(fā)生流動(dòng) ， 此時(shí)該物質(zhì)表現(xiàn)為彈性物質(zhì)的性質(zhì) 。 液體的這種性質(zhì)稱為塑性 。 ? 表現(xiàn)為塑性流動(dòng)的制劑主要有濃度較高的乳劑 、 混懸劑 、 單糖漿 、涂膜劑等 。 這種隨著 S值的增大 ， 粘度下降的流動(dòng)現(xiàn)象稱為假塑性流動(dòng) ， 其流動(dòng)公式 （ 133） 如下所示： (n1) ?式中 ηa ——表觀粘度 （ apparent viscosity） ?如甲基纖維素 、 西黃蓍膠 、 海藻酸鈉等鏈狀高分子的 1%水溶液表現(xiàn)為假塑性流動(dòng) ， 其原因是：隨著 S值的增大 ， 這些高分子的長(zhǎng)軸按流動(dòng)方向有序排列 ， 減少了對(duì)流動(dòng)的阻力 。 圖 139 脹性流動(dòng)和觸變流動(dòng)的示意圖 anSD ??(n1) 切稠！越切越粘！ 2021/11/12 藥劑學(xué) 27 （ 四 ） 觸變流動(dòng) ?當(dāng)對(duì)某種軟膏劑進(jìn)行攪拌時(shí)，其粘稠度下降、易于流動(dòng)；當(dāng)靜置一段時(shí)間以后，它又恢復(fù)了原來的粘性。 ?觸變流動(dòng)曲線如圖 139（ e） 所示，其流動(dòng)曲線的特性表現(xiàn)為：下降曲線與上升曲線相比，不僅沒有重合而且向左遷移，在圖上表現(xiàn)為環(huán)狀的滯后曲線。 2021/11/12 藥劑學(xué) 28 三 .粘彈性 (Viscoelasticity)——自學(xué) ?高分子物質(zhì)或分散體系 ， 具有粘性和彈性的雙重特性 ， 我們把這種性質(zhì)稱為 粘彈性 。 ?對(duì)于這種粘彈性 ， 我們用彈性模型化的彈簧和把粘性通過模型的緩沖器的復(fù)合型模型加以表示 [5]。 對(duì)該模型施加應(yīng)力 S時(shí) ， 彈簧和緩沖器彎曲程度用 r1， r2來表示 ， 則兩者均遵循牛頓定律 ， 故可得如下關(guān)系式： S=G r1, r= r1+r2 由此得：當(dāng) t=0時(shí) ， r=r0， 即保持恒定值 。在此條件上對(duì)上式進(jìn)行計(jì)算得： 式中 τ=η/G， 式中當(dāng)彎曲保持一定值時(shí)，其應(yīng)力隨時(shí)間的延長(zhǎng)按指數(shù)函數(shù)關(guān)系減小，把這種現(xiàn)象稱為 緩沖應(yīng)力 (Stress relaxation),其結(jié)果如圖所示。 )e x p (0?tSS ??0?dtdr2021/11/12 藥劑學(xué) 31 （ 二 ） 福格特 （ Voigt） 模型 如圖 1310（ b） 所示 ， 把彈簧的緩沖器并聯(lián)的模型稱為福格特模型 。 上式表示在一定的負(fù)荷下彎曲所需時(shí)間的變化。 ? 我們把這種在一定的應(yīng)力作用下彎曲時(shí)間的變化稱為 蠕變 (creep)現(xiàn)象 ，表示滯延時(shí)間 (retardation time)， 及全部變形量達(dá)到 1/e位置所需要的時(shí)間。 但是 ， 如果把幾個(gè)模型組合在一起進(jìn)行解釋 ， 則非常接近于實(shí)際的粘彈性現(xiàn)象 。 在 t=0時(shí) ， 負(fù)荷一定的應(yīng)力 S， 以及 t=t1時(shí)減荷時(shí)的伸展系數(shù) r和時(shí)間 t之間的關(guān)系 。 2021/11/12 藥劑學(xué) 36 圖 1312 4因素模型及其粘彈性現(xiàn)象 2021/11/12 藥劑學(xué) 37 （ 四 ） 多重粘彈性模型 圖 1
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