2. 评价半固体及液体的粘度的方法不断改进，
一些制剂的流变参数与生物利用度及药效之
间的相关性也已建立，流变学的原理的应用
在日益扩大。
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主要内容
第一节 概述
第二节 流变性质
第三节 蠕变性质的测定方法
第四节 流变学在药剂学中的应用
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第一节 概 述
一、流变学的基本概念
（一）流变学的产生和发展 流变学rheology，由美国化学工程师Bengham
一切流体的流变性都可以用切变速度D与 剪切力S之间的关系曲线来描述，这种关系曲 线称为流变曲线（粘度曲线）。不同流变性 的流体具有不同的流变曲线，根据流变曲线 的不同，流体可以分为以下几种：
一、牛顿流体
二、非牛顿流体
a
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一、牛顿流动
D 为剪切速度 S 为剪切应力
曲线的特点：一条通过坐标原点的直线
直线
凹型曲线 凸型曲线 环形曲线
a
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四、粘弹性(viscoelasticity)
❖ 粘弹性——高分子物质或分散体系具有粘性和弹性 双重特性
❖应力缓和(stress relaxation)——物质被施加一定 的压力而变形，并使其保持一定应力时，应力随时 间而减少的现象
a
18
塑性流体的结构变化示意图
产生原因：体系中粒子受到范德华力或氢键作 用在静置状态下形成立体网络结构，要使体系 流动，就要破坏这些网状结构。
a
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(二)假塑性流动(pseudoplastic flow)
D
流动公式：D=Sn/a
a——表观粘度
剪切力增大，
粘度下降，
0
S
液体变稀
没屈服值；过原点的凹形曲线
1929年首先提出的概念。它是力学、化学、工程学的交 叉和综合而产生的边缘学科
实验是研究流变学的主要方法之一
新分支:如高分子材料流变学、断裂流变力学、土流变
学、岩石流变学、血液流变学以及应用流变学等等
a
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（二）流变学研究内容
流变学：研究物质变形和流动的科学
变形：物质在外力作用下其内部各部分 的形状和体积的变化
a
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(三)胀性流动(dilatant flow)
D
a=Sn/D 剪切力增大，
表观粘度增加，
液体变稠
0
S
没屈服值；过原点的凸形曲线
a
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胀性流体的结构变化示意图
产生原因：静止时粒子排列紧密，但不聚结，粒 子间的液层有润滑作用，因而流动阻力小，表观 粘度低。
切力的增加，许多粒子被搅在一起，液层原有的
滞后面积： S 上行线和下形线不重合
a
26
❖触变性——随着剪切应力↑，粘度↓，剪切应力 消除后粘度在等温条件下缓慢地恢复到原来状 态的D
a
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S
❖产生触变的原因：对流体施加剪切力后，破坏
了液体内部的网状结构，当剪切力减小时，液
体又重新恢复原有结构，恢复过程所需时间较
a
13
S=F/A=D =S/ D
即剪切应力S与剪切速度D成正比---牛顿流动定律
—— 粘度或粘度系数，是表示流体粘度的 物理常数，是流变曲线斜率的倒数 单位Pa·s(SI单位)
a
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❖牛顿流体：服从牛顿流动定律的液体 ❖牛顿流体的特点： ①一般为低分子的纯液体或稀溶液 ②在一定温度下，牛顿液体的粘度为常数，它
第十四章 流变学基础
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1
药物制剂的基本理论：
一、药物溶液的形成理论
二、表面活性剂
三、药物微粒分散系的基础理论
四、药物制剂的稳定性
五、粉体学基础
六、流变学基础
七、药物制剂的设计
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2
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3
《中国新药杂志》 2004年第13卷 第2期
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4
1. 流变学原理在药剂学中某些剂型的处方设 计、质量评价以及原辅料质量标准中经常会 运用。
只是温度的函数，随温度升高而减小
a
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二、非牛顿流动
❖非牛顿流体(nonNewtonian fluid):不符合牛 顿流动定律的液体，如乳剂、混悬剂、高 分子溶液、胶体溶液、软膏以及固－液的 不稳定体系等
❖按非牛顿流体流动的曲线类型可分为塑性 流动、假塑性流动、胀性流动、触变流动
a
16
(一)塑性流动(plastic flow)
质
a
9
（二）剪切应力和剪切速度 表征体系流变性质的两个基本参数:
剪切速度：速度梯度，单位s-1,以D表示
剪切应力：使各液层间产生相对运动的外力叫
剪切力，在单位面积A上所需施加
的力称为剪切应力，简称剪切力，
单位N.m-2,以S表示
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10
A
c
d
F
v+ △v
△y
v
y
a
b
B
D= dv/dy
a
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第二节 流变性质
交点
屈服值： 引起塑性液
体流动的最 低切变应力 S0（致流值）
S＜S0时，形成向上弯曲的曲线——弹性形变，不流动
S＞S0时，剪切速度D和剪切应力呈直线关系——流动
a
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塑性液体的流动公式：D=(S-S0)/pl pl ——塑性粘度
在制剂中表现为塑性流动的剂型有： 浓度较高的乳剂、混悬剂、单糖浆、涂S 剂 在其它材料中表现： 油漆、牙膏、泥浆等
润滑作用相应减小，流动阻力增大，表观粘度随
之上升。
a
a=Sn/D 24
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、淀粉、滑石粉等
在其它材料中有：
涂料、颜料等
a
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三、触变流动(thixotropic flow)
D
切力增加——上行线
切力降低——下行线
环形曲线
a
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在制剂中表现为假塑性流动的剂型有：某些亲 水性链状高分子溶液及微粒分散体系处于絮凝 状态的液体。
假塑性流体的结构变化示意图
a
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a =Sn/D 产生原因：大分子或溶胶粒子本身结构是不对称
的，静止时有各种可能的取向，剪切力增大时，不 对称粒子逐渐将长轴转向流动方向排列，减小了对 流动的阻碍，表观粘度随之降低。剪切力越大，粒 子取向作用越完全，体系的表观粘度就越小
长，因而触变流动曲线中上行线和下行线就不
重合
D
a
S
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❖ 触变流动的特点：塑性流体、假塑性流体、 胀性流体中多数具有触变性
药剂中很多制剂具有触变性：如油制普鲁卡 因注射液
液体或半固体制剂：糖浆、某些软膏等 其它材料：钻井泥浆、土壤
a
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A-牛顿流体 B-塑性流体 C-假塑性流体 D-胀性流体 E-触变性流体
弹性变形（elastic deformation） 变形
塑性变形（plastic deformation）
a
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应 力：引起变形的作用力F除以作用面积A
内应力：单位面积上存在的与外力相对抗 的内力
粘
弹 性：除去外部应力时恢复原状的性质 弹
性 粘 性：是液体内部所存在的阻碍液体流 物
动的摩擦力，也称内摩擦力