解放军文职招聘考试微粒分散体系的物理稳定性

来源： 2017-09-29 09:06中

第三节微粒分散体系的物理稳定性

微粒分散体系的物理稳定性直接关系到微粒给药系统的应用。在宏观上，微粒分散体系的物理稳定性可表现为微粒粒径的变化，微粒的絮凝、聚结、沉降、乳析和分层等等。影响微粒分散体系物理稳定性的因素是十分复杂的，而研究这些因素将有利于最终改善微粒分散体系的物理稳定性。

一、热力学稳定性

微粒分散体系是典型的多相分散体系，存在大量的相界面。随着微粒粒径的变小，表面积A不断增加，此时表面自由能的增加ΔG可用下式表示：

ΔG =σΔA (11-8)

式中，σ—表面张力；ΔA— 表面积的增加。对于常见的不溶性微粒的水分散体系而言，σ为正值，而且数值也比较大。从式（11-8）可见：

（1）表面积增加：可使表面自由能大大增加。根据热力学第二定律的能量最小原理，为了降低表面积、降低表面自由能，微粒分散体系中的微粒具有强烈的聚结趋势。因此，微粒分散体系是典型的热力学不稳定体系，而且微粒越小，聚结趋势就越大。聚结的结果是粒径变大，分散度下降。

（2）表面张力降低：可以明显降低体系的表面自由能，从而增加体系的物理稳定性。因此选择适当的表面活性剂是最常用的稳定化方法。在O/W乳剂的体系中加入某些脂肪醇类表面活性剂，甚至可使表面张力σ≤0，形成热力学稳定的纳米乳剂。另外一些稳定剂可吸附在微粒表面形成机械性或电性保护膜，防止微粒间的相互聚结；增加介质粘度也是常见的稳定化方法。

热力学稳定性还体现在微粒大小的改变方面。微粒越小，溶解度越大，因此在微粒分散体系的溶液中，可能出现小晶粒溶解，大晶粒长大的现象。

二、动力学稳定性

微粒分散体系的动力学稳定性主要表现在两个方面。一个是分子热运动产生的布朗运动，一个是重力产生的沉降，二者分别提高和降低微粒分散体系的物理稳定性，当微粒较小时，布朗运动起主要作用，当微粒较大时，重力起主要作用。

粒径较大的微粒受重力作用，静置时会自然沉降，其沉降速度服从Stoke’s定律：

(11-9)

式中，V—微粒沉降速度，cm/s；r—微粒半径，cm；ρ₁、ρ₂—分别为微粒和分散介质的密度，g/cm³；h—分散介质的粘度，P（泊）（1P =0.1Pa.s）；g—重力加速度常数，cm/s²。

由Stoke's公式可知沉降速度V与微粒半径r成正比，所以减小粒径是防止微粒沉降的最有效方法；同时，V与粘度h成反比，即增加介质的粘度h，可降低微粒的沉降速度；此外，降低微粒与分散介质的密度差(ρ₁-ρ₂)、提高微粒粒径的均匀性、防止晶型的转变、控制温度的变化等都可在一定程度上阻止微粒的沉降。一般实际的沉降速度小于计算值，原因是多分散体系并不完全符合Stoke’s定律的要求(如单分散、浓度无限稀释、微粒间无相互作用等)。