药物微粒分散系的基础理论课件.ppt

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1、药物微粒分散系的基础理论第1页，此课件共46页哦第一节第一节 概念及基本特性概念及基本特性分分散散体体系系(disperse system)是是一一种种或或几几种种物物质质高高度度分分散散在在某某种种介介质质中中所所形形成成的的体体系系。被被分分散散的的物物质质称称为为分分散散相相(disperse phase)，而而连连续续的的介介质质称称为为分分散散介介质质(disperse medium)。分分散散体体系系按按分分散散相相粒粒子子的的直直径径大大小小可可分分为为小小分分子子真真溶溶液液(直直径径107m)。将将微微粒粒直直径径在在109104m范范围围的的分分散散相相统统称称为为微微粒粒

2、，由由微微粒粒构构成成的的分分散散体体系系则则统统称称为为微微粒分散体系粒分散体系。粗分散体系的微粒给药系统包括混悬剂、粗分散体系的微粒给药系统包括混悬剂、乳剂、微囊、微球等。乳剂、微囊、微球等。它们的粒径在它们的粒径在500nm100 m范围内。范围内。胶体分散体系的微粒给药系统包括纳米胶体分散体系的微粒给药系统包括纳米微乳、脂质体、纳米粒、纳米囊、纳米微乳、脂质体、纳米粒、纳米囊、纳米胶束等。胶束等。它们的粒径全都它们的粒径全都小于小于1000nm。第2页，此课件共46页哦微粒分散体系的特殊性能：微粒分散体系的特殊性能：粒粒径径更更小小的的分分散散体体系系（胶胶体体分分散散体体系系）还还具

3、具有有明明显显的的布布朗朗运运动动、丁丁铎铎尔尔现现象象、电电泳泳等性质，等性质，微微粒粒分分散散体体系系首首先先是是多多相相体体系系，分分散散相相与与分分散散介介质质之之间间存存在在着着相相界界面面，因因而而会会出出现现大量的表面现象大量的表面现象；随随分分散散相相微微粒粒直直径径的的减减少少，微微粒粒比比表表面面积积显显著著增增大大，使使微微粒粒具具有有相相对对较较高高的的表表面面自自由由能能，所所以以它它是是热热力力学学不不稳稳定定体体系系，因因此此，微微粒粒分分散散体体系系具具有有容容易易絮絮凝凝、聚聚结结、沉沉降降的趋势。的趋势。第3页，此课件共46页哦微粒分散体系在药剂学的重要意义

4、：微粒分散体系在药剂学的重要意义：由由于于粒粒径径小小，有有助助于于提提高高药药物物的的溶溶解解速速度度及及溶溶解解度度，有利于提高难溶性药物的生物利用度；有利于提高难溶性药物的生物利用度；有利于提高药物微粒在分散介质中的分散性与稳定性；有利于提高药物微粒在分散介质中的分散性与稳定性；具具有有不不同同大大小小的的微微粒粒分分散散体体系系在在体体内内分分布布上上具具有有一一定定的的选选择择性性，如如一一定定大大小小的的微微粒粒给给药药后后容容易易被被单单核核吞噬细胞系统吞噬；吞噬细胞系统吞噬；微微囊囊、微微球球等等微微粒粒分分散散体体系系一一般般具具有有明明显显的的缓缓释释作作用用，可可以以延延

5、长长药药物物在在体体内内的的作作用用时时间间，减减少少剂剂量量，降低毒副作用；降低毒副作用；还可以改善药物在体内外的稳定性。还可以改善药物在体内外的稳定性。第4页，此课件共46页哦微粒大小与测定方法微粒大小与测定方法单单分分散散体体系系：微微粒粒大大小小完完全全均均一一的的体体系系；多分散体系多分散体系：微粒微粒大小不均一大小不均一的体系。的体系。绝绝大大多多数数微微粒粒分分散散体体系系为为多多分分散散体体系系。常常用平均粒径来描述粒子大小。用平均粒径来描述粒子大小。常常用用的的粒粒径径表表示示方方法法：几几何何学学粒粒径径、比比表表面粒径面粒径、有效粒径有效粒径等。等。微微粒粒大大小小的的测

6、测定定方方法法：光光学学显显微微镜镜法法、电电子子显显微微镜镜法法、激激光光散散射射法法、库库尔尔特特计计数数法法、Stokes沉降法沉降法、吸附法吸附法等。等。第5页，此课件共46页哦微粒大小是微粒分散系的重要参数微粒大小是微粒分散系的重要参数 测定方法：测定方法：光学显微镜法：光学显微镜法：0.5 m 电子显微镜法电子显微镜法:0.001 m 激光散射法激光散射法:0.02 m 库尔特计数法库尔特计数法:1600 m Stokes 沉降法沉降法:0.5200 m 吸附法吸附法:0.031 m 第6页，此课件共46页哦1.电子显微镜法电子显微镜法 扫描电子显微镜扫描电子显微镜 (SEM):(

7、SEM):二次电子、背景散射二次电子、背景散射 电子共同用于扫描电镜的成像。电子共同用于扫描电镜的成像。特点：立体感强，制样简单，样品的电子损失特点：立体感强，制样简单，样品的电子损失 小等特点。在观察形态方面效果良好，常用于小等特点。在观察形态方面效果良好，常用于 研究高分子材料的制剂，如微球等。研究高分子材料的制剂，如微球等。第7页，此课件共46页哦1.电子显微镜法电子显微镜法 透射电子显微镜（透射电子显微镜（TME)TME)是把经加速和聚集的是把经加速和聚集的 电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品 中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角中的原子碰撞

8、而改变方向，从而产生立体角 散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相 关，因此可以形成明暗不同的影像。放大倍关，因此可以形成明暗不同的影像。放大倍 数为几万百万倍。数为几万百万倍。特点：常用于介质中微粒的研究。如脂质体特点：常用于介质中微粒的研究。如脂质体 等。等。第8页，此课件共46页哦第9页，此课件共46页哦 电子显微镜法的测定原理电子显微镜法的测定原理电子束射到样品上，如果能量足够大就能穿过样电子束射到样品上，如果能量足够大就能穿过样品而无相互作用，形成透射电子，用于品而无相互作用，形成透射电子，用于透射电镜透射电镜（TEM）的成像和衍射；的成像和衍射

9、；当入射电子穿透到离核很近的地方被反射，而没有当入射电子穿透到离核很近的地方被反射，而没有能量损失，则在任何方向都有散射，即形成能量损失，则在任何方向都有散射，即形成背景散背景散射射；如果入射电子撞击样品表面原子外层电子，把它激如果入射电子撞击样品表面原子外层电子，把它激发出来，就形成低能量的发出来，就形成低能量的二次电子二次电子，在电场作用下，在电场作用下可呈曲线运动，翻越障碍进入检测器，使表面凸可呈曲线运动，翻越障碍进入检测器，使表面凸凹的各个部分都能清晰成像。凹的各个部分都能清晰成像。二次电子和背景散射电子共同用于二次电子和背景散射电子共同用于扫描电镜（扫描电镜（SEM）的成像。的成像。

10、第10页，此课件共46页哦微球表面形态微球表面形态 Scanning electron micrography of ADMGMS v微球橙红色，形态圆整、均匀，微球表面可见孔隙，部分微球橙红色，形态圆整、均匀，微球表面可见孔隙，部分微球表面有药物或载体材料结晶。微球表面有药物或载体材料结晶。第11页，此课件共46页哦2.激光散射法激光散射法 散射光强度与粒子体积散射光强度与粒子体积 V V 的平方成正比，利的平方成正比，利 用这一特性可以测定粒子大小及分布。用这一特性可以测定粒子大小及分布。第12页，此课件共46页哦对对于于溶溶液液，散散射射光光强强度度、散散射射角角大大小小与与溶溶液液的的

11、性性质质、溶溶质质分分子子量量、分分子子尺尺寸寸及及分分子子形形态态、入入射射光光的的波波长长等等有有关关，对于直径很小的微粒，雷利散射公式：对于直径很小的微粒，雷利散射公式：I-I-散散射射光光强强度度；I I0 0-入入射射光光的的强强度度；n n-分分散散相相折折射射率率；n n0 0-分分散散介介质质折折射射率率；-入入射射光光波波长长；V-V-单单个个粒粒子子体体积积；-单单位位体体积积溶液中粒子数目。溶液中粒子数目。由由上上式式，散散射射光光强强度度与与粒粒子子体体积积V V的的平平方方成成正正比比，利利用用这这一特性可测定粒子大小及分布。一特性可测定粒子大小及分布。第13页，此课

12、件共46页哦第二节第二节 微粒分散系的物理化学性质微粒分散系的物理化学性质布朗运动布朗运动是微粒扩散的微观基础，而扩是微粒扩散的微观基础，而扩散现象又是布朗运动的宏观表现。散现象又是布朗运动的宏观表现。布朗运动使很小的微粒具有了动力学稳布朗运动使很小的微粒具有了动力学稳定性。定性。一、微粒分散体系的动力学性质一、微粒分散体系的动力学性质第14页，此课件共46页哦布朗运动是液体分子热运动撞击微粒的结果。布朗运动是液体分子热运动撞击微粒的结果。布布朗朗运运动动是是微微粒粒扩扩散散的的微微观观基基础础，而而扩扩散散现现象象又又是布朗运动的宏观表现。是布朗运动的宏观表现。布朗运动使很小的微粒具有了动力

13、学稳定性。布朗运动使很小的微粒具有了动力学稳定性。微粒运动的平均位移微粒运动的平均位移可用布朗运动方程表示可用布朗运动方程表示：（一）（一）Brown运动运动r愈小，介质粘度愈小，温度愈高，粒子的平均位移愈小，介质粘度愈小，温度愈高，粒子的平均位移愈大，布朗运动愈明显。愈大，布朗运动愈明显。t-时间；时间；T-热力学温度；热力学温度；-介质粘度；介质粘度；r-微粒半径；微粒半径；NA-介质微粒数目介质微粒数目第15页，此课件共46页哦布朗运动：粒子永不停息的无规则的直线运动布朗运动：粒子永不停息的无规则的直线运动布朗运动是粒子在每一瞬间受介质分子碰撞的合力方布朗运动是粒子在每一瞬间受介质分子碰

14、撞的合力方向不断改变的结果。由于胶粒不停运动，从其周围分向不断改变的结果。由于胶粒不停运动，从其周围分子不断获得动能，从而可抗衡重力作用而不发生聚沉。子不断获得动能，从而可抗衡重力作用而不发生聚沉。第16页，此课件共46页哦粒粒径径较较大大的的微微粒粒受受重重力力作作用用，静静置置时时会会自自然沉降，其沉降速度服从然沉降，其沉降速度服从Stokes定律：定律：V-微粒沉降速度；微粒沉降速度；r-微粒半径；微粒半径；1、2分别为微粒和分散介质分别为微粒和分散介质密度；密度；-分散介质粘度；分散介质粘度；g-重力加速度常数。重力加速度常数。（三）沉降与沉降平衡（三）沉降与沉降平衡r r愈大，微粒和

15、分散介质的密度差愈大，分散介质的粘度愈大，微粒和分散介质的密度差愈大，分散介质的粘度愈小，粒子的沉降速度愈大。愈小，粒子的沉降速度愈大。第17页，此课件共46页哦当当一一束束光光照照射射到到微微粒粒分分散散系系时时，可可以以出出现现光光的的吸吸收收、反反射射和和散散射射等等。光光的的吸吸收收主主要要由由微微粒粒的的化化学学组组成成与与结结构构所所决决定定；而而光光的的反反射射与与散射散射主要取决于微粒的大小。主要取决于微粒的大小。当当一一束束光光线线在在暗暗室室通通过过胶胶粒粒分分散散系系，在在其其侧侧面面可可看看到到明明显显的的乳乳光光，即即Tyndall现现象象。丁丁铎铎尔现象尔现象是微粒

16、是微粒散射光散射光的宏观表现。的宏观表现。低低分分子子溶溶液液透透射射光光；粗粗分分散散体体系系反反射射光光；胶体分散系胶体分散系散射光散射光。三、三、微粒分散系的微粒分散系的光学光学性质性质第18页，此课件共46页哦 丁达尔现象丁达尔现象丁达尔现象（丁达尔现象（Tyndall phenomena）在暗室中，将一束光通过溶胶时，在侧面在暗室中，将一束光通过溶胶时，在侧面可看到一个发亮的光柱，称为乳光，即丁可看到一个发亮的光柱，称为乳光，即丁达尔（达尔（Tyndall）现象。）现象。第19页，此课件共46页哦（一）电泳（一）电泳在电场的作用下微粒发生定向移动在电场的作用下微粒发生定向移动电泳电泳

17、（electron phoresis).微粒在电场作用下移动速度与粒径大小成反微粒在电场作用下移动速度与粒径大小成反比，微粒越小，移动越快。比，微粒越小，移动越快。（二）微粒的双电层结构（二）微粒的双电层结构在在微微粒粒分分散散系系溶溶液液中中，微微粒粒表表面面的的离离子子与与近近表表面面的的反反离离子子构构成成吸吸附附层层；同同时时由由于于扩扩散散作作用用，反反离离子子在在微微粒粒周周围围呈呈现现渐渐远远渐渐稀稀的的梯梯度度分分布布扩扩散散层层，吸吸附附层层与与扩扩散散层层所所带带电电荷荷相相反反，共同构成共同构成双电层结构。双电层结构。四、四、微粒分散系的微粒分散系的电学电学性质性质第20

18、页，此课件共46页哦（一）电泳（一）电泳在电场的作用下微粒发生定向移动在电场的作用下微粒发生定向移动电泳电泳（electron phoresis).微粒在电场作用下移动的速度与其粒径大小成反比，微粒在电场作用下移动的速度与其粒径大小成反比，其他条件相同时，微粒越小，移动越快。其他条件相同时，微粒越小，移动越快。（二）微粒的双电层结构（二）微粒的双电层结构在在微微粒粒分分散散体体系系的的溶溶液液中中，微微粒粒表表面面的的离离子子与与靠靠近近表表面面的的反反离离子子构构成成了了微微粒粒的的吸吸附附层层；同同时时由由于于扩扩散散作作用用，反反离离子子在在微微粒粒周周围围呈呈现现距距微微粒粒表表面面越

19、越远远则则浓浓度度越越稀稀的的梯梯度度分分布布形形成成微微粒粒的的扩扩散散层层，吸吸附附层层与与扩扩散散层层所所带带电电荷荷相相反反。微微粒粒的的吸吸附附层层与与相相邻邻的的扩扩散散层层共共同同构构成微粒的成微粒的双电层结构。双电层结构。三、微粒的电学性质三、微粒的电学性质从吸附层表面至反离子从吸附层表面至反离子电荷为零处的电位差叫电荷为零处的电位差叫动电位，即动电位，即电位。电位。电位与微粒的物理稳定电位与微粒的物理稳定性关系密切。性关系密切。=/r在相同的条件下，微粒在相同的条件下，微粒越小，越小，电位越高。电位越高。第21页，此课件共46页哦微粒的双电层结构微粒的双电层结构吸附层：吸附层

20、：微粒表微粒表面面切动面切动面 由由定位离子定位离子+反离子反离子+溶剂溶剂分子组成。分子组成。扩散层：扩散层：切动面切动面电势为零电势为零 由由反离子组成。反离子组成。电位：电位：切动面切动面电势为零处电势为零处的电位差，也叫动电位。的电位差，也叫动电位。电位是衡量胶粒带电荷多少电位是衡量胶粒带电荷多少的指标。的指标。微粒表微粒表面面 切动面切动面吸附层吸附层 扩散层扩散层 x第22页，此课件共46页哦斯特恩吸附扩散双电层斯特恩吸附扩散双电层 双电层分为吸附层和扩散层。双电层分为吸附层和扩散层。吸附层由定位离子和反离子组成吸附层由定位离子和反离子组成。定。定位离子决定表面电荷符号和表面电位离

21、子决定表面电荷符号和表面电势大小，势大小，反离子排列在定位离子附近。反离子排列在定位离子附近。反离子中心称为斯特恩面，从斯反离子中心称为斯特恩面，从斯特恩面到粒子表面之间为斯特恩特恩面到粒子表面之间为斯特恩层。该层层。该层0直线下降到直线下降到d 。斯特恩层外有一切动面，该处电斯特恩层外有一切动面，该处电势即势即电势电势，它是衡量胶粒带电荷，它是衡量胶粒带电荷多少的指标。当一些大的反离子多少的指标。当一些大的反离子进入紧密层，则可能使进入紧密层，则可能使d反号。反号。Stern面面 切动面切动面斯特恩层斯特恩层o dx第23页，此课件共46页哦第三节第三节 微粒分散体系的物理稳定性微粒分散体系

22、的物理稳定性微微粒粒分分散散体体系系的的物物理理稳稳定定性性直直接接关关系系到到微微粒粒给给药药系系统统的的应应用用。在在宏宏观观上上，微微粒粒分分散散体体系系的的物物理理稳稳定定性性可可表表现现为为微微粒粒粒粒径径的的变变化化，微微粒粒的的絮絮凝凝、聚聚结结、沉沉降降、乳析乳析和和分层分层等等。等等。第24页，此课件共46页哦热力学稳定性热力学稳定性微粒分散体系是多相分散体系，存在大微粒分散体系是多相分散体系，存在大量界面，当微粒变小时，其表面积量界面，当微粒变小时，其表面积A增加，增加，表面自由能的增加表面自由能的增加G：G=A当当A 时时 G 体系稳定性体系稳定性 为了降低为了降低G 微

23、粒聚结微粒聚结 G 体系稳定性体系稳定性 选择适当的表面活性剂、稳定剂、增加介质粘度等选择适当的表面活性剂、稳定剂、增加介质粘度等第25页，此课件共46页哦动力学稳定性动力学稳定性主要表现在两个方面：主要表现在两个方面：1.布朗运动布朗运动 提高微粒分散体系的物提高微粒分散体系的物 理稳定性理稳定性2.重力产生的沉降重力产生的沉降 使微粒分散体系的物使微粒分散体系的物 理稳定性下降理稳定性下降第26页，此课件共46页哦微粒表面的电学特性也会影响微粒分散微粒表面的电学特性也会影响微粒分散体系的物理稳定性。体系的物理稳定性。扩散双电层的存在，使微粒表面带有同扩散双电层的存在，使微粒表面带有同种电荷

24、，在一定条件下因互相排斥而稳种电荷，在一定条件下因互相排斥而稳定。双电层厚度越大，微粒越稳定。定。双电层厚度越大，微粒越稳定。体系中加入一定量的某种电解质，使微体系中加入一定量的某种电解质，使微粒的物理稳定性下降，出现絮凝状态。粒的物理稳定性下降，出现絮凝状态。反絮凝过程可使微粒表面的反絮凝过程可使微粒表面的电位升高。电位升高。一、絮凝与反絮凝一、絮凝与反絮凝第27页，此课件共46页哦二、二、DLVODLVO理论理论DLVO理论是关于微粒稳定性的理论。理论是关于微粒稳定性的理论。（一）微粒间的（一）微粒间的Vander Waals吸引能（吸引能（A）（二）双电层的排斥作用能（二）双电层的排斥作

25、用能（R）（三）微粒间总相互作用能（三）微粒间总相互作用能（T）（四）临界聚沉浓度（四）临界聚沉浓度第28页，此课件共46页哦（一）微粒间的（一）微粒间的Vander Waals吸引能吸引能分分子子之之间间的的Vander Waals作作用用，涉涉及及偶偶极极子子的的长程相互作用长程相互作用：两个永久偶极之间的相互作用；两个永久偶极之间的相互作用；永久偶极与诱导偶极间的相互作用；永久偶极与诱导偶极间的相互作用；诱导偶极之间的色散相互作用。诱导偶极之间的色散相互作用。除除了了少少数数的的极极性性分分子子，色色散散相相互互作作用用在在三三类类作作用用中中占占支支配配地地位位。此此三三种种相相互互作

26、作用用全全系系负负值值，即即表表现现为为吸吸引引，其其大大小小与与分分子子间间距距离离的的六六次次方方成反比。成反比。第29页，此课件共46页哦Hamaker假设：微粒间的相互作用等于组成它们的各分假设：微粒间的相互作用等于组成它们的各分子之间的相互作用的加和。子之间的相互作用的加和。对于两个彼此平行的平板微粒，得出单位面积上相互对于两个彼此平行的平板微粒，得出单位面积上相互作用能作用能A：A=A/12D2对于同一物质，半径为对于同一物质，半径为a的两个球形微粒之间的相互的两个球形微粒之间的相互作用能为：作用能为：A=Aa/12H 同物质微粒间的同物质微粒间的Vander Waals作用永远是

27、相互吸引，作用永远是相互吸引，介质的存在能减弱吸引作用，而且介质与微粒的性质介质的存在能减弱吸引作用，而且介质与微粒的性质越接近，微粒间的相互吸引就越弱。越接近，微粒间的相互吸引就越弱。（一）微粒间的（一）微粒间的Vander Waals吸引能吸引能第30页，此课件共46页哦（二）双电层的排斥作用能（二）双电层的排斥作用能当微粒接近到它们的双电层发生重叠，并改变当微粒接近到它们的双电层发生重叠，并改变了双电层电势与电荷分布时，才产生排斥作用。了双电层电势与电荷分布时，才产生排斥作用。微粒的双电层因重叠而产生排斥作用是微粒的双电层因重叠而产生排斥作用是DLVO理论的核心。理论的核心。计算双电层排

28、斥作用的最简便方法是采用计算双电层排斥作用的最简便方法是采用Langmuir的方法。的方法。R=64a0 k Txr20exH第31页，此课件共46页哦微粒间总相互作用能：微粒间总相互作用能：T=A+R以以T对对微粒微粒间间距离距离H作作图图，即得，即得总势总势能能曲曲线线。（三）微粒间总相互作用能（三）微粒间总相互作用能T第一级小第一级小第二级小第二级小h微粒的物理稳定性取决于微粒的物理稳定性取决于总势能曲线上势垒的大小。总势能曲线上势垒的大小。第32页，此课件共46页哦总势能曲线上的势垒的高度随溶液中电总势能曲线上的势垒的高度随溶液中电解质浓度的加大而降低，当电解质浓度解质浓度的加大而降低

29、，当电解质浓度达到某一数值时，势能曲线的最高点恰达到某一数值时，势能曲线的最高点恰好为零，势垒消失，体系由稳定转为聚好为零，势垒消失，体系由稳定转为聚沉，这就是沉，这就是临界聚沉状态临界聚沉状态，这时的电解，这时的电解质浓度即为该微粒分散体系的质浓度即为该微粒分散体系的聚沉值。聚沉值。将在第一极小处发生的聚结称为将在第一极小处发生的聚结称为聚沉聚沉(coagulation)，将在第二极小处发生的聚，将在第二极小处发生的聚结叫结叫絮凝絮凝(flocculation)。（四）临界聚沉浓度（四）临界聚沉浓度第33页，此课件共46页哦三、空间稳定理论三、空间稳定理论微粒表面上吸附的大分子从空间阻碍了微

30、粒相互接近，微粒表面上吸附的大分子从空间阻碍了微粒相互接近，进而阻碍了它们的聚结，这类稳定作用为空间稳定作进而阻碍了它们的聚结，这类稳定作用为空间稳定作用。用。一般用高分子作为稳定剂。一般用高分子作为稳定剂。实验规律实验规律1.分子稳定剂的结构特点：高分子应于微粒有很强的亲和力，同分子稳定剂的结构特点：高分子应于微粒有很强的亲和力，同时应与溶剂具有良好的亲和性。时应与溶剂具有良好的亲和性。2.高分子的浓度与分子量的影响：通常，分子量越大，高分子在微粒表高分子的浓度与分子量的影响：通常，分子量越大，高分子在微粒表面上形成的吸附层越厚，稳定效果越好。高分子低于临界分子量时，面上形成的吸附层越厚，稳

31、定效果越好。高分子低于临界分子量时，无保护作用（敏化作用）。无保护作用（敏化作用）。3.溶剂的影响：高分子在良溶剂中链段能伸展，吸附层变厚，稳定作用溶剂的影响：高分子在良溶剂中链段能伸展，吸附层变厚，稳定作用增强。在不良溶剂中，高分子的稳定作用变差。温度的改变可改变增强。在不良溶剂中，高分子的稳定作用变差。温度的改变可改变溶剂对高分子的性能。溶剂对高分子的性能。第34页，此课件共46页哦1.1.两种稳定理论两种稳定理论三、空间稳定理论三、空间稳定理论（二）理论基础（二）理论基础体积限制效应理论体积限制效应理论混合效应理论混合效应理论第35页，此课件共46页哦2.微粒稳定性的判断：微粒稳定性的判

32、断：GR=HRTSR 若使胶粒稳定，则若使胶粒稳定，则GR0，有如下三种情况：，有如下三种情况：HR，SR0，但但HRTSR，焓焓变变起起稳稳定定作作用用，熵熵变变则则反反之之，加加热热会会使使体体系系不不稳稳定定，容容易易聚沉：聚沉：HR，SR0，但但|HR|0，SR10000时时)，V2*M1/2和和V2*M1/2均均接接近近一一常常数数。即即V2*和和V2*值值均均与与M1/2成反比例。成反比例。影响空缺稳定的因素：影响空缺稳定的因素：第40页，此课件共46页哦 2 2微微粒粒大大小小的的影影响响 以以分分子子量量为为10000的的聚聚氧氧乙乙烯烯作作自自由由聚聚合合物物时时为为例例，随

33、随着着微微粒粒粒粒度度的的增增大大，V2*和和V2*之之值值同同时时减减少少，即即尺尺寸寸较较大大的的微微粒粒在在高高浓浓度度聚聚合合物物溶溶液液中中呈呈现现较较大大稳稳定定性性，而而在在低低浓浓度度的的同同样样聚聚合合物物溶溶液液中却呈现出较大的聚沉性。中却呈现出较大的聚沉性。3 3溶溶剂剂的的影影响响 溶溶剂剂的的好好坏坏直直接接影影响响到到聚聚合合物物的的溶溶解解及及其其分分子子在在溶溶液液中中的的形形状状。良良好好的的溶溶剂剂与与聚聚合合物物的的相相互互作作用用力力较较大大，可可以以使使聚聚合合物物分分子子在在溶溶液液中中充充分分伸伸展展开开来来，它它们们的的混混合合使使体体系系的的自

34、自由由能能减减少少更更多多；相相反反，它它们们的的分分离离则则使使自自由由能能增增加加更更多多，因因而而V2*和和V2*值值都都较较小小。对对于于不不良良溶溶剂剂，聚聚合合物物分分子子在在溶溶液液中中呈卷曲状，呈卷曲状，V2*和和V2*值都较大。值都较大。第41页，此课件共46页哦五、微粒聚结动力学五、微粒聚结动力学聚沉速度是微粒稳定性的定量反映。聚沉速度是微粒稳定性的定量反映。微粒稳定是由于总势能曲线上势垒的存微粒稳定是由于总势能曲线上势垒的存在。在。若势垒为零，则微粒相互接近时必然导若势垒为零，则微粒相互接近时必然导致聚结，称为致聚结，称为快聚结。快聚结。若有势垒存在，则只有其中的一部分聚

35、若有势垒存在，则只有其中的一部分聚结，称为结，称为慢聚结慢聚结。第42页，此课件共46页哦（一）快聚结（一）快聚结当当微微粒粒间间不不存存在在排排斥斥势势垒垒(T T=0)时时，微微粒粒一一经经碰碰撞撞就就会会聚聚结结，其其速速度度由由碰碰撞撞速速率率决决定定，而而碰碰撞撞速速率率又又由由微微粒粒布布朗朗运运动动决决定定，即即由由微微粒粒的的扩扩散散速速度度决决定定，研研究究快快速速聚聚结结动动力力学学实实际际上上是是研研究究微微粒粒向向另另一一微微粒粒的的扩扩散。散。dN/dt=4DRN2 表表明明聚聚结结作作用用是是双双分分子子反应，其速率与微粒浓度的平方成正比。反应，其速率与微粒浓度的平

36、方成正比。快快速速聚聚结结速速度度与与微微粒粒大大小小无无关关，若若温温度度与与介介质质粘粘度度固固定定，聚聚结结速速度度与与微微粒粒浓浓度度的的平平方成正比。方成正比。第43页，此课件共46页哦当当存存在在势势垒垒时时，聚聚结结速速度度比比公公式式所所预预测测的的要要小小得得多多。若若忽忽略略介介质质水水中中的的切切变变影影响响；当当势势垒垒主主要要由由双双电电层层斥斥力力和和色色散散力力所所引引起起时时，可可以以得得出出如如下下公公式：式：G两两个个微微粒粒聚聚结结的的速速度度常常数数；k波波兹兹曼曼常常数数；介介质质粘粘度度；r1、r2两两个个微微粒粒各各自自的的半半径径；12构构成成势

37、势垒垒的的因因子子，它它与与总总势势能能由由T、两两微微粒粒中中心距离心距离R等有关。等有关。（二）慢聚结（二）慢聚结G=2kT312(1/r1 1/r2)(r1+r2)第44页，此课件共46页哦G G的影响因素：的影响因素：(1)电电解解质质影影响响，将将氯氯化化钠钠溶溶液液的的浓浓度度由由1%1%2%2%稀稀释释至至0.1%0.1%，聚结速度降低几十倍至几百倍。，聚结速度降低几十倍至几百倍。(2)(2)微微粒粒的的大大小小对对电电解解质质效效应应也也有有影影响响，随随电电解解质质浓浓度度增增加加，0.5m0.5m的的微微粒粒比比0.1m0.1m的的微微粒粒对对电电解解质质的的敏敏感感度度(

38、G(G值值)要要大大好好几几个个数数量量级级，这这特特别别适适用用于于乳乳剂剂聚聚结结的的动动力力学学，此此时时，表表面面膜膜的的破破裂裂不不是是聚聚结结速速度度的的决决定定因因素素。小小的的粒子优先聚结粒子优先聚结(相同电解质浓度下，小粒子相同电解质浓度下，小粒子G G值小值小)。(3)(3)随随微微粒粒半半径径增增大大，第第二二最最低低势势能能V Vminmin也也增增大大，对对于于0.5m0.5m的的粒粒子子，越越过过主主要要能能垒垒(V(Vmaxmax)的的概概率率很很小小，V Vminmin也也可可能能比比kTkT大大好好几几倍倍，在在有有大大颗颗粒粒(1m)(1m)的的情情况况下下

39、；聚聚结结转转入入第第二二势势能能最最低低值值是是很很重重要要的的，这这种种类类型型聚聚结结的的结结果果，微粒结合得很弱且很容易再分散。微粒结合得很弱且很容易再分散。第45页，此课件共46页哦当当被被吸吸附附的的聚聚合合物物只只覆覆盖盖一一小小部部分分表表面面时时，它它们们往往往往使使微微粒粒对对电电解解质质的的敏敏感感性性大大大大增增加加，可可以以减减少少引引起起絮絮凝凝作作用用所所需需的的电电解解质质的的量量。称称这这种种絮絮凝凝作作用用为为敏化敏化(sensitization)。敏敏化化的的作作用用机机制制是是聚聚合合物物的的高高分分子子长长链链同同时时吸吸附附在在两两个微粒上，形成分子桥。个微粒上，形成分子桥。（三）架桥聚结（三）架桥聚结聚合物聚合物有效覆盖微有效覆盖微粒表面粒表面小部分覆盖小部分覆盖微粒表面微粒表面空间保护作用空间保护作用架桥聚结架桥聚结第46页，此课件共46页哦