第一节 粉体的基本性质
一、粉体粒径大小与分布
粉体的粒径大小及分布是粉体的最基本性质，是粉体的重要物理参数之一，决定了粉体的组成情况，直接影响其流动性、溶解性、吸附性，对制剂释放与疗效等也有影响。因此，了解粉体粒径大小与分布对制剂工艺及产品质量均具有重要意义。
粉体的粒径影响混合的均匀性，混合过程中粒径较大的粒子易处于粉体表面层，粒径较小的粒子易堆积在里层，从而导致粉体的离析。粒径越小粉体越容易团聚，导致流动性差。压片过程中粒径分布及大小对压片物料的混合均匀性、可压性、片重差异和有效成分的溶出都有显著影响。对于全粉末压片，药物和辅料粒径分布均匀对于改善压片物料的流动性更加重要，可避免因机器震动或搅拌器搅拌不均带来的粉末分层、片重差异大等问题。粉体粒径越小，压缩时粒子重排空间越大，有利于粒子群趋向于更大变形的位置排列，片面光洁度越好，药物的溶出度越好。
（一）粒径大小的表示方法
粉体是由大小不同的粒子集合而成，粒径的形态也各有不同，因此，粒径大小很难严格按照直径或长、宽、高来描述，往往只能采用一些近似或相似的方法来处理，根据颗粒形状，粉体粒径大小常采用几何学粒径、筛分径、比表面等价径等来表示。
1.几何学粒径
是根据粉体投影的几何学尺寸定义的粒子径，反映了粒子的特征尺寸。常以三轴径、投影圆面积相当径、球体相当径等表示（表1-1-1）。
表1-1-1 几何学粒径表示方法
2.筛分径
又称为细孔通过径，粒子通过粗筛网且被截留在细筛网时，粗、细筛网孔直径的算术或几何平均值称为筛分径（筛分平均径）。
3.比表面等价径
是与粒子具有相同比表面积球的直径。
（二）粒径分布表示方法
粉体是由不同粒子构成的集合体，粒径分布反映粉体中不同粒径粒子的分布情况，常用频率分布、累计分布和分布跨度表示。
频率分布表示各粒径所对应的粒子在全体粒子群中所占的比例。累计分布表示小于（或大于）某粒径的粒子在全体粒子群中所占的比例。
累计分布通常采用D10、D50、D90表示。D10表示粒径小于该数值的颗粒占10%，如D10为38.4μm，即表示粒径小于38.4μm的颗粒占整个粉体的10%。D50表示粒径大于该数值的颗粒占50%，D50也称中位径或中值粒径。D50不表示粉体的平均粒度，表示粉体的平均粒度另有参数，例如 D（4，3）、D（3，2）等，D（4，3）表示体积平均径，D（3，2）表示面积平均径。
分布跨度通常采用公式表示：分布跨度=（D90 - D10）/D50。跨度值越小表示粒径分布越集中，值越大表示粒径分布越宽。
（三）粒径大小及分布的测定方法
粉体的粒径大小及分布测定方法有很多，主要有光学显微镜法、电子显微镜法、筛分法、激光衍射法等，具体见表1-1-2。
表1-1-2 常用粒径测定方法
二、粉体形态
粉体粒子形态各异，粒子的形态指一个粒子的轮廓或表面上各点所构成的图像，如球形、立方形、片状、柱状、鳞片状、粒状、棒状、针状、块状等。粒子形态可影响粉体的流动性、充填性，也会影响粉体的表面积。
粉体形态会影响混合的均匀性，表面光滑的球状粉末混合时，其流动性好，易于混合均匀，但也易于分离出来。形态不规则、表面不光滑的粒子混合时虽不易混合均匀，但一旦混合均匀就不易分离，容易保持均匀的混合状态。粒子的形状也会影响其压缩性，如立方晶系的结晶对称性好，易压缩成形；鳞片状和针状结晶压缩时易呈层状排列，机械黏合作用力弱，压缩成形性差；树枝状结晶压缩时机械结合力大。例如普通淀粉结晶形态完整，表面光滑，压缩结合力小，弹性复原率大；可压性淀粉的结晶表面粗糙，有裂隙和空洞，增加了压缩时颗粒间啮合力，受压时表现为塑性变形，压缩成形性高。颗粒形状会影响散装粉末的特性和颗粒单元操作的性能。例如，形状会影响粉末的填充行为，从而影响其体积密度和存储容量。
中药复方提取物粉体形态与提取物的干燥方式密切相关。由图1-1-1可知，同一中药复方提取物，经喷雾干燥制备的中药浸膏粉呈球形或类球形，真空干燥、真空带式干燥制备的浸膏粉呈片状或块状，冷冻干燥制备的浸膏粉呈块状或片状，且表面呈蜂窝状。
图1-1-1 中药浸膏不同干燥方式干燥物的形态
a.真空干燥；b.真空带式干燥；c.冷冻干燥；d.喷雾干燥。
（一）粒子形态的表示方法
粒子形态通常采用形状指数和形状系数来表示。形状指数采用球形度和圆形度来描述。形状系数常用体积形状系数、表面形状系数、比表面积形状系数来描述。
（二）粒子形态的测定方法
粒子形态根据粒子大小和测定原理不同，常用的测定方法有光学显微镜法、扫描电子显微镜法、透视电子显微镜法等。
三、粒子的比表面积
粉体比表面积与粒子大小密切相关，粒子越大，比表面积越小，粒子比表面积越大，则粒子粒径越小。粒子比表面积越大，与外界接触面积越大，易吸附空气中的水分，造成流动性差、结块等，所以测定比表面积非常有必要。
（一）粒子比表面积的表示方法
粒子比表面积常用体积比表面积和重量比表面积来表示。
（二）比表面积的测定方法
直接测定粉体比表面积的常用方法有气体吸附法和气体透过法。常用的设备有全自动比表面积测定仪、勃氏透气比表面积测定仪等。