1、第二章 思考题,1、什么叫溶解度参数？ 2、为什么溶解度参数相近的物质能够相互溶解？ 3、 什么叫溶剂化原则？ 4、 研究配方的目的是什么？ 5、 配方设计的前提是什么？ 6 、简述配方设计的基本原则？ 7 、简述配方实施的步骤？ 8、精细化学品的剂型如何分类 ？ 9、 精细化学品常用剂型有那些？ 10、采用复配技术推出的产品具有什么样的功能？,11、配方研究人员的任务是什么？ 12、怎样利用溶解度参数判断两种物质能否相互溶解？ 13、剂型加工的目的和作用是什么？ 14、粉剂精细化学品中填充剂起什么作用？ 15、微胶囊的特点是什么？ 16、什么叫气雾剂？ 17、气雾剂有哪些特点？ 18、气雾剂
2、分成哪几类？ 19、气雾剂配方设计中应考虑哪些因素？ 20、气雾剂的灌装方法有哪些？ 21、什么叫分散体状剂型？ 22、膏剂的基质分为哪几类？ 23、解析样品时应采取哪些步骤？,第二章 精细化学品的配方技术,第一节 配方研究的重要性 第二节 配方技术的基础理论 第三节 精细化学品的剂型加工 第四节 精细化学品的配方解析,第一节 配方研究的重要性,精细化学品的生产主要有两种技术，其一是先进的合成、分离技术，其二是复配技术。 例如 化纤助剂一般都是多组分的复配产品，其成分以润滑油及表面活性剂为主，配以抗静电剂等助剂，有时配方中会涉及到十多种组分。,金属清洗剂，组分中要求有溶剂、除锈剂、缓蚀剂等。
3、化妆品中常用的脂肪酸只有很少几种、而由其复配衍生出来的商品，则是五花八门，难以作确切的统计。 阿司匹林药片配制成复方阿司匹林的药片； 洗涤剂是由若干种不同结构的表面活性剂及化工产品复配而成； 染料的使用必需加入各种助剂。,有时为了使用户方便及安全，也可将单一产品加工成复合组分商品。 如液体染料就是为了使印染工业避免粉尘污染环境及便于自动化计量而提出的，它们的组分要用到分散剂、防沉淀剂、防冻剂、防腐剂等。 即使是一些非精细化工产品，例如塑料在制成塑料制品时，也决不是单一的。 聚氯乙烯对热及光都不稳定，会分解放出氯化氢，当加入环氧大豆油后就可吸收游离基引发剂及分解出的氯化氢，这样就可使复配后的聚氯
4、乙烯提高应用性能。,配方研究人员的任务是根据某项具体的应用要求，以企业生产的某一种化工产品为科研对象，通过大量筛选式的复配试验，确定需要加入的助剂或添加剂的种类及数量、最佳应用工艺等。 我国的精细化学品不仅品种、数量少，而且质量差。 发达国家产品数量与商品数量之比为1：20。我国目前仅为1：1.5。 关键的原因之一是复配增效技术落后。,复配技术的研究将成为我国精细化工工业发展的决定性因素，也将成为企业产品走向市场成功的决定性因素，因而需要大力加强研究。,第二节 配方技术的基础理论,2.2.1 物质间的溶解与共混规律 2.2.2 表面活性剂的性能与应用原理 2.2.3 配方研究的一般方法,2.2
5、.1 物质间的溶解与共混规律,聚合物的相对分子质量大，大分子的形状有线型、支化相交联的不同，高分子的聚集态又有晶态、非晶态、取向态和混晶态之分。所以聚合物的溶解要比低分子的溶解复杂得多。低分子如乙醇溶于水，其溶解非常迅速，而聚合物的溶解则是一个十分缓慢的过程。,对于线型和支链型非晶态聚合物， 一般可以分为溶胀和溶解两种类型。 溶胀 溶剂分子扩散渗透到聚合物内部，使其体积膨胀。 溶解 大分子向溶剂中均匀分散。 对于交联或体型的聚合物，由于交联结点的束缚，只能溶胀，不能溶解，深度交联聚合物则呈不溶不熔的性质。,晶态聚合物由于排列规整，堆砌紧密，分子间作用力很强，因此比非晶态聚合物的溶解更为困难。
6、极性晶态聚合物由于和溶剂分子间的极化作用，导致溶解活化能降低，有时在室温就可溶于极性试剂。 非极性晶态聚合物，需要升高温度，甚至在熔点附近，才能逐渐溶解。因此，结晶聚合物的溶解除与相对分子质量有关，还与极性有关。,2.2.1.1 极性相似原则,聚合物与溶剂的化学结构和极性相似时，两者可以互相溶解相似相溶原则。 例如： 弱极性的聚苯乙烯溶于苯或甲苯中。 强极性的丙烯酸，可溶解于二甲基甲酰胺中。 聚乙烯醇易溶于水或乙醇。 中等极性的聚甲基丙烯酸甲酯可溶解于氯仿、丙酮。,2.2.1.2 溶解度参数原则,溶解度参数相近者相溶。,溶解度参数定义：内聚能密度的平方根。,内聚能密度的物理意义：将1cm3 的
7、液体或固体中的分子固定在一起所需的能量。,根据热力学原理，溶质和溶剂互相混溶时，自由能要减少：,G= H T S0,H=V1 2(12）2,对于非极性高分子材料或极性不很强的高分子材料：,将溶解性能分为三级，1.7 可溶 2.5 不溶 =1.72.5 有条件的溶解,溶剂化作用是指溶剂溶质间的作用力大于溶质溶质间作用力时，溶质将发生溶解的原则。一般来说，含有亲电子基的高分子易和含有亲核基的溶剂相互作用而发生溶解，反之亦然。1 亲电子基强弱次序：SO3HCOOHC6H4OHCHCN=CHNO2 CH2Cl CHCl,2.2.1.3 溶剂化原则,2 亲核基强弱次序：CH2NH2C6H4NH2CON(
8、CH3) 2CONHCH2COCH2CH2OC OCH2CH2OCH2 例如硝酸纤维素含有亲电子基团，可溶于有亲核基团的丙酮中；尼龙66含有强的给电子基团，可溶于含有强的亲电子基团的甲酸中。,例如：聚碳酸酯 =9.5 聚氯乙烯 =9.7氯 仿 =9.3 二氯甲烷 =9.7环 己 酮 =9.9 四氢呋喃 =9.1,氯仿、二氯甲烷只是聚碳酸酯的良溶剂环己酮、四氢呋喃只是聚氯乙烯的良溶剂,聚氯乙烯为弱亲电剂，聚碳酸酯为弱亲核剂。它们与其相应的良溶剂之间存在着类似的氢键分子间作用力：,若将它们互换，聚氯乙烯对二氯甲烷，两者均为亲电剂，聚碳酸酯和环己酮，两者均为亲核剂，不能形成类似氢键那样的分子间力，因
9、而不能相互溶解。,选挥溶剂，除了使用单一溶剂，还可使用混合溶剂。有时两种溶剂单独都不能溶解的聚合物，如将两种溶剂按一定比例混合起来，就能使同一聚合物溶解。混合溶剂具有协同效应和综合效果，有时比用单一溶剂更好，可作为选择溶剂的一种方法。,2.2.1.4 混合溶剂原则,表面活性剂具有亲水、亲油的性质，能起乳化、分散、增溶、润湿、发泡、消泡、保湿、润滑、洗涤、杀菌、柔软、抗静电、防腐蚀等一系列作用。在精细化学品的配方和剂型加工中可利用表面活性剂的这些特性，进行对某些组分的乳化、分散、润湿、发泡、洗涤等。所以，掌握表面活性剂的特性和作用以及表面活性剂与其他组分间的作用和复配规律，对配方研究人员是必需的
10、。,2.2.2 表面活性剂的性能与应用原理,2.2.3.1 精细化学品的一般生产方法按照精细化学品的习惯划分范围，精细化学品的生产方法应有两方面的内容，一方面是精细化学品的合成分离技术，另一方面则是以满足性能要求的合成化学品为原料，运用复配增效技术，加入适当的助剂，制成满足用户要求的各种功能性化学品，即精细化学品配方技术。,2.2.3 配方研究的一般方法,原材料或单体,精细化学品的合成,产品分离,合成精细化学品,主要成分的合成,配方设计+添加剂,生产工艺知识,产品性能要求,配方设计,配方优化,产品性能测试,优化实验技术,复配精细化学品,目的 就是寻找各种组分间的最佳组合和配比，从而使产品性能、
11、产品成本、生产工艺可行性三方面取得最优的综合平衡。 基本方法 依据科学理论，借鉴前人或国外的技术经验，用现代测试手段，进行配方设计与研究。,2.2.3.2 配方研究一般方法,1配方设计的前提,一种新精细化学品的开发，在配方设计之前，必须对构成产品的原材料、产品要求达到的功能和生产工艺的现实性等充分地了解和掌握，才能使产品的性能，成本、工艺达到最优的综合平衡。, 充分了解产品规格规定的各项性能指标。,(1) 对产品性能要求的了解, 了解产品的使用环境及其使用中可能会出现的问题。 了解市场信息，了解消费者的兴趣、爱好、趋势，从而引导消费。,(2) 对原材料特征的了解, 原材料的作用与性质。 原材料
12、之间的近似性、相容性、协同作用等使其达到最佳增效效果。 原材料的质量及其检验。 原材料的用量与产品性能、工艺间的联系。 原材料的价格。在不影响产品质量的前提下尽量降低成本。,(3) 对生产工艺与条件的掌握, 现有生产工艺条件。 生产设备的性能，操作的现实性。,2配方设计的基本原则,(1) 配方的适用性应有明确的产品功能要求和质量目标，配方中各组分间的配伍性和协同性要好，不能使其主要组分或高成本原料的性能削弱。配方应符合系统工程的思想，应适应产品的统一功能、质量目标。从而使各组分间达到最佳组合，使产品总体功能最佳。,(2) 配方的经济性,应有合理的价格定位。配方研究和剂型加工应在保证性能质量的前
13、提下，采用低值高效的原则也是配方研究与设计的一项重要任务。,(3) 配方生产工艺的可行性,应考虑其工艺可行性，在工艺上力求简单、可行、高效、节能、稳定，又能满足工艺的最优化。,3. 配方实施的步骤,收集相应的配方资料，包括原材料和各种助剂的性能、作用、使用情况，国内外的配方专利和实例，现有产品存在的问题，配方结构，生产工艺等信息。拟定与工艺相适应的产品基本配方和相应的各组分变量范围。对基本配方的主要组分进行配方优化，进行变量实验，采用优选法和正交试验法等科学实验手段，结合产品的最终性能检测结果，进行配方组分和用量的调整。,确定小试配方。经过对基本配方调整和系列变量因素，找出最佳配方组成，然后确
14、定一个或几个符合产品性能要求、工艺简单、经济上合理的小试配方，进行重复实验验证，做进一步的评价。中试考核、小批生产、固定配方，向大批量生产推广。,4. 配方设计的主要内容,产品配方是一个复杂体系，除了基本组分外，还有其他组分，某些组分间的作用可能是互相削弱的，且共处于体系之中。在配方设计中，必须进行科学的综合权衡，以求配方热力学上稳定、主功能最优、其他功能全面满足设计的要求。,配方的功能优化设计系指主功能优化、其他功能满足要求的配方设计。其设计过程是，首先将主功能作为设计的目标函数，然后进行配方设计、按照化学反应、功能互补或酸碱作用原则来选择原料，最后进行配方优化设计，以主功能作为评价标准；进
15、行配方试验、性能测试，确定最优配方。,(1) 配方的功能优化设计,配方体系一般由基料、辅助成分及填料等多种材料构成。在一定条件下，各组分之间互相扩散、互相溶解，从而获得良好的稳定性、优良的性能和较长的使用寿命。体系的稳定性设计，就是体系必须符合热力学条件。设计时，聚合物与辅助组分间的溶解度参数应尽可能相近，才能获得分子水平分散的热力学稳定体系。这是配方设计的基本原则之一。,(2) 配方的稳定性设计,5. 配方研究中常用的实验设计方法,配方研究中常用的实验方法有单因素优选法、多因素变换优选法、平均试验法以及正交试验法。正交试验设计是当指标、因子、水平都确定后，进行安排试验的一种数学方法。它主要解
16、决以下三方面的问题：分析因子(配方组分，工艺条件等)与指标的关系，即当因子变化时，指标怎样变化，找出规律，指导配方生产。分析因子影响指标的主次。找出哪个因子是主要因素、哪个是次要因素。即分析哪个因子是影响指标的主要因素，是生产中的关键。,寻找好的配方组合或工艺条件。这是配方研究与设计中最需要的结果。常用的正交试验表有：两水平的L4 (23)、L8(27)、L12(211)、三水平的有L9(34)，四水平的有L9(44)以及混合水平正交表。,正交试验设计法结果分析步骤如下：确定实验的基本配方，以及因素与因素之间是否有交互作用。 选择合适的正交表，主要是根据因素与水平来确定，如果因素间有交互作用，
17、可按另一个因素考虑，查正交交互作用表安排在相应的列中。按表上提供的因素、水平试验组合方案进行实验、正交试验的每一组数据都很关键，实验要尽量减少误差，要准确、全面。结果分析，正交试验的结果分析有直观分析和方差分析两种。,正交试验分析实例环氧胶粘剂配方的基本组成有：环氧树脂、固化剂、填料、增韧剂。 一般可固定环氧树脂的量为l00份，因此，配方实际需确定另外三个组分加入的份数。根据正交试验方案的特点，可选用四因素三水平的正交试验表。以胶粘剂剪切强度为试验目标，其测定在拉伸试验机上进行。目标值越大越好。,正交实验设计的因素与水平表,试验结果,结果分析,为了直观，还可以作出因子水平与k值的关系图，该图称
18、为直方图。,根据以上试验配方再进行验证试验测得的剪切强度为11.0MPa。说明上述配方是较优的、可进一步通过有交互作用的正交试验或其他最优化设计方法提高配方的优化程度。,作业: 精细化学品配方设计,1、确定产品，明确产品的功能和质量目标 2、查阅相关资料（包括原材料和各种助剂的性能、作用、使用情况，国内外的配方专利和实例，现有产品存在的问题，配方结构，生产工艺等信息。） 3、确定基本配方和初步用量范围（各组分的作用、相互间的相溶性） 4、实验方案设计（包括产品性能检测方法）,第三节 精细化学品的剂型加工,要提高精细化学品的市场竞争力，必须做好产品的商品化加工过程，该过程一般称为产品的剂型加工。
19、 精细化学品根据其本身的性质和应用对象的特点、使用方便等，加工成不同的物理形态和商品。 剂型加工对精细化学品开发的成败是至关重要的一个环节。一种优良的精细化学品必须具备优良的性能和消费者认可的外观和状态以及使用方便。,使用方便；充分发挥主要成分和产品的性能；提高有效组分的稳定性并延长有效期；避免有毒组分的集中，保证使用安全；便于包装、贮存和销售； 为了美观和市场竞争。,2.3.1 产品剂型加工的目的和作用,2.3.2 精细化学品剂型加工的发展,早期的各类精细化学品剂型都较为单一。从20世纪开始，随着表面活性剂的合成和应用技术以及仪器设备的发展与改进，产品的剂型日益增多，并不断发展。以农药发展为
20、例，上世纪40至60年代，较早发展的是粉剂，后来重点转向了乳油和可湿性粉剂，到了60年代后期又出现了颗粒剂并迅速得到发展；70年代以后，在高效新农药大量出现和施药技术的发展以及环境生态保护的要求越来越严的情况下，农药剂型的发展亦趋于精细化，从而出现了许多新剂型，如悬浮剂、微胶囊、超低容量剂、复方制剂等。,洗涤用品的剂型发展也日益丰富，早期也是以固体粉末和固体块剂为主，至今洗涤用品的剂型也已多达几十种。如以表面活性剂为基本和必要组分的洗涤剂制品就有粉末剂、颗粒剂、块剂、薄片剂、膜片剂、棒剂、饼状剂、膏剂、微胶囊等。化妆品的剂型更是丰富多彩。涂料、粘合剂等精细化学品也产生了许多新剂型如粉末涂料、微
21、胶囊粘合剂等等。,2.3.3 精细化学品的剂型分类,精细化学品的剂型一般可分为以下类型：固态剂型：有粉末剂、颗粒剂、块剂、片剂、微胶囊、膜片剂、棒状剂等。半固态剂型：有膏剂和胶状剂型等。液态剂型：包括乳胶、悬浮剂、胶体状、溶液等。气体剂型：气雾剂、熏蒸剂、烟熏剂等。,2.3.4 精细化学品常见剂型及常用的助剂,2.3.4.1 精细化学品的常用剂型1粉剂将有效组分和大量的填充剂如滑石粉、碳酸钙等，混合研细即可。填充剂在使用中起着分散和携带有效组分的作用。生产粉剂产品时，需要将湿的物料干燥，干燥的方法可根据设备和工艺的不同分为喷雾，干燥箱、烘箱干燥两大类。,使用喷雾干燥的物料，在干燥前先将湿物料与
22、各种助剂调配到百分比的标准再进行干燥，最后研细。使用烘箱干燥工艺的粉剂加工，将液状有效成分喷洒在填充剂上，再根据商品化的标准将各种组分混合到一起粉碎，得到细而均匀的粉剂产品。,将有效成分加上填充剂、湿润剂、分散剂(表面活性剂)一同混合并粉碎到很细(一般要通过200目的筛子)，要求悬浮物达到80，在硬水中湿润1min左右。该制剂一般为高浓制剂，加水后使用。以农药商品为多。,2可湿性粉剂,3乳油剂,将配方中的有效成分与有机溶剂、乳化剂(表面活性剂)按比例调制成液体制剂，剂型加工的主要问题是产品的乳化性和稳定性。要在水中能自动分散成乳液，配制的关键是选择适当的溶剂和亲水亲油平衡值调至相符。这种剂型一
23、般为高浓制剂，加水稀释后使用，效果好。其缺点是运输要求高、有机溶剂多且不安全。,膏剂是按照配方比例将各种液体和固体组分混合配制成的一种均匀、稳定、粘稠的分散体。要求不因贮藏和气温的变化而发生分层、沉淀、结块或变为流体等现象。制造膏剂时，不需要干燥、不需要高含量的固体物，制造设备简单，投资少，生产环境好，节省燃料和动力消耗。关键之处是要选择好乳化剂和稳定剂。,4膏剂,5颗粒剂,该制剂是颗粒约为3060目的粉剂颗粒。浸渍法。用筛选的粒状载体与液体组分均匀混合，使有效成分吸附在颗粒上。包衣法。以非吸油性粒状载体为核心，将原药借包衣剂和粘合剂覆于载体表面。捏合法。将原药、助剂和粉状载体均匀混合，再加入
24、适量水捏合，通过挤出造粒机制成一定粒度大小的颗粒，经干燥、筛分得到柱状或球状的颗粒剂。,6悬浮剂,将固体组分与助剂和水以一定的比例混合，经过砂磨机的湿法研磨，制成粒度极细的悬浮液制剂，其粒度比可湿性粉剂还要细，通常粒径为0.55m。制备的关键是控制介质的粘度和密度，选择适当的助剂，防止组分凝聚，保持稳定性。一般悬浮剂都以水为介质，也有用乳液或油类为介质的。特点是避免了粉剂使用中的粉尘飞扬现象，便于使用；粒径细小，相对密度大，包装体积小。也可制成高浓制剂，加水稀释使用，不含有机溶剂，比较安全。,在水表面活性剂油(包括有效组分)组成的三元体系中加入高级醇则自然地形成透明体系。由于形成的乳状液粒子的
25、粒径小，故称为微乳剂。特征为不可燃，运输、贮藏方便；以水为分散介质，容积限制少；乳状液的粒子超微细，比通常的乳状液小；在使用表面上分布均匀。,7. 微乳剂,将有效组分包在囊壁物质中的粒径为1300 m 的微小球状制剂。通过在水中分散成膜而形成微粒的有效组分的表面，包上一层薄膜而成为微胶囊。其特点是延长了有效期，降低了毒性，减少有效组分的挥发，将液体变为固体。,8微胶囊剂,9气雾剂,液体以极细的小滴分散在空气中形成雾状，它们能均匀地分散在空气中或牢固地吸附在使用对象上。制备方法是将有效组分按配方比例配成产品与低沸点的溶剂一起装入耐压容器，因为溶剂的沸点在室温以下，容器内始终保持一定的压力，一旦容
26、器的出口打开，溶液便会喷射出来，溶剂很快挥发，组分即成为雾剂，称为气雾剂。,10烟剂,团体以极小的颗粒分散在空气中为烟。将有效组分和粉状燃料(碳粉、淀粉、硫脲粉等)、助燃剂(硝酸钾、氯酸钾等)、灭火焰剂(氯化铵、陶土粉等)混在一起制成烟剂，由于有灭火焰剂存在，点燃后并不起火焰，但能保持一定的高温，使有效组分挥发，和其他组分燃烧产生的气体一起放出来，形成烟雾。,利用组分的气体或容易挥发的液体，挥发成为气体或蒸气去杀虫、杀菌。,11熏蒸剂,2.3.4.2 剂型加工中常用的助剂,化学助剂是在加工和使用中，所用的各种辅助物料的总称。 化学助剂是随着剂型加工和使用方法的进步而发展的。早期的无机精细化学品
27、很少使用助剂。自有机化学助剂发展以后，各种助剂也随之得到发展。随着剂型的多样化和性能的提高，助剂也向多品种、系列化发展，以适应不同化学助剂品种、不同剂型加工的需要，并出现了专门的配方加工技术。,1填充剂,用于粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂、块剂、片剂、薄膜剂、棒剂等，其目的是使原药具有更好的分散性、附着性等。填充剂多为无机矿物质，如陶土、高岭土(粘土)、硅藻土、滑石粉、活性白土、膨润土(粘土)、粒状硅砂等。,2表面活性剂,乳液中有效成分如不溶于水，和水不能混溶，加入表面活性剂，就能使油状物成为很小的液珠，稳定地悬浮在水中，成为乳状液，具有这样作用的物质称为乳化剂。 粉剂遇水不易湿润，也不易稳定地悬浮
28、在水中，在粉剂中加入一种亲水的物质，即湿润剂。 液体洒在固体表面上，有时不能散开，可加入一种物质使之易于散开，使其在固体表面上形成一层薄膜，这种物质称为展着剂。,在配制乳液时，常需要把固体组分制成溶液，有时液体组分也需要加入有机溶剂以改变其特性或调整其溶液的粘度、浓度等。最常用的溶剂有二甲苯、甲苯、苯、甲醇、乙醇以及一些石油产品。选择溶剂的原则是溶解力强，闪点高，毒性小，对有效组分无不良影响。,3溶剂,4增效剂,有些物质本身无作用，或本身作用不大，但加入到配方中会提高产品的性能和作用。如除虫菊加入到芝麻素、DDT加入3，4亚甲氧基苯基苯磺酸酯，都有增效作用。,2.3.5 精细化学品常见剂型的加
29、工及应用,2.3.5.1 微胶囊 1、微胶囊的产生与发展微胶囊是一种将微细粒子分散在一定的介质中，然后通过另一种分散物质在微粒表面形成一种薄膜将其包裹起来制成的。1955年，美国现金出纳记录公司，将染料中间体的油性溶液用明胶包裹形成微胶囊，并在白纸的背面涂布，制成无碳复写纸出售，这是最早利用微胶囊制成的商品。,微胶囊是一种内含有液体，经加压后可以液化的微粉体。其性状如下：大小：1 300 m是标准的形状，1 m以下是中空微胶囊，12 m的含油微胶囊也得到了应用。形状：一般以球形较多，此外还有米粒状、糖果状、葡萄粒状等，也有其他形状。表皮材料：微胶囊的表皮材料一般用蛋白质、胶、纤维素、合成聚合物
30、、玻璃等，并有一层、二层结构。内容物：中心可装入气体、液体，内容物微粒数目可从一个到数万个。,2微胶囊的特点,3微胶囊的制备,化学法 界面聚合法: 把两种发生聚合反应的单体分别溶于水和有机溶剂中，并把囊心溶于分散相溶剂中。然后把两种不相混溶的液体混入乳化剂以形成水包油或油包水乳液,两种聚合反应单体分别从两相内部向乳化液滴的界面移动，并迅速在相界面上反应生成聚合物将囊心包覆形成微胶囊。,(1) 微胶囊的制备方法,原位聚合法,囊心被分散成细粒，并以分散相状态存在。此时发生原位聚合反应的单体在分散体系中的位置可能有两种情况，即在连续相介质中或在分散相囊心中。,A 单体在分散相囊心中,此时单体与囊心在
31、同一相中，因此囊心必须是液态，而且能溶解单体和催化剂。聚合反应开始后，单体逐渐聚合，随着聚合物分子量逐渐加大，它在囊心中溶解度逐渐降低，以至最后不能溶于囊心而从其溶液中分离并沉积在相界面形成包覆膜。随着聚合反应继续进行，包覆膜逐渐加厚，直至单体耗尽，形成微胶囊。,B 单体在分散介质中,作为分散相的囊心可能是液体也可能是固体粉末，而此时溶解或分散在连续相中的单体是在囊心的外部。当单体在催化剂的作用下开始聚合或缩聚时逐步形成不溶性的高聚物就包覆在囊心表面形成微胶囊。,锐孔凝固浴法,把内容物的水溶液用滴管或注射器一滴滴加入到成膜材料的溶液中时，液滴表面就会凝固形成一个个胶囊。 固化过程可能是化学反应
32、，也可能是物理变化。,物理化学法,水溶液相分离法：由于某些亲水有机溶剂有破坏水溶性高分子在水中溶解的作用，因此把这些有机溶剂称为水溶性高分子的非溶剂。不同的水溶性高聚物有不同的非溶剂。,把既不溶于水也不溶于非溶剂的某种油性囊心加到成膜材料的水溶液中，在搅拌下使其很好乳化分散后，滴加非溶剂就会使成膜材料凝聚并对囊心包覆。,有机溶剂相分离法,液体中干燥法,选择一种与水不相混溶的溶剂，一般要求它是沸点比水低的易挥发有机溶剂，把成膜聚合物溶解在这种溶剂中，然后把囊心水溶液分散到上述溶液中，通过搅拌、加入表面活性剂等手段形成油包水型乳液。,另外，单独制备一种含有保护胶体稳定剂的水溶液作微胶囊化的介质溶液
33、。在搅拌作用下将油包水乳液加到介质溶液中并分散形成水包 (油包水)乳液的复相乳液。由于在制备微胶膜过程中要形成这种复相乳液，因此这种方法称为复相乳液法。,设法使壁材溶液包覆囊心水溶液所形成的微小液滴稳定地漂浮分散在介质水相中，然后通过加热、减压或溶剂萃取等方法使壁材溶液中的有机溶剂进入分散介质水中，结果壁材溶液逐渐浓缩，以致壁材从溶液中析出，凝聚的壁材包覆在囊心周围并固化形成了微胶囊。,机械法,气流中悬浮被覆法：空气悬浮法的特点是应用流化床把囊心固体粉末悬浮在空气中，再用壁材溶液以喷雾形式加到流化床上，在悬浮滚动的状态下，逐步对囊心形成包覆、干燥而得到微胶囊。,(2) 微胶囊制备过程的特征,把
34、内容物(包括液体)制成在表观上为固体的粉末，受压后能顺利逸出，也可通过溶解或加热使其逸出。选择液体和外壳材料的组合是很重要的，使液体可长时间地保存。外壳一般应是半透明材料。,4微胶囊剂型在精细化学品中的应用,(1) 无碳复写纸的加工 选择接触时才能形成有色染料或颜料而本身不显示色泽的两种物质(一般用染料中间体和酸性瓷土配合使用)。 为了使反应在一瞬间完成，必须把其中一种组分制成溶液状态，使其能与另一组分在受压或受热时很好地接触而发生反应。, 溶液被制成微胶囊而保护起来，与另一种组分隔离开。外观上看起来与普通的白纸一样，但在使用时，由于笔尖加压,微胶囊外壳破裂，两种组分接触，在瞬间发生化学反应而
35、显色。一般两种组分分别涂在两张纸上的为双页型，一张纸上涂两种不同组分的称为单页型。显色反应的溶液也有两种，即油溶性溶液和水溶性溶液。,在97份二苯醚中溶入结晶紫内酯21份，然后将此混合物分散于300份10 的羧甲基纤维素溶液，待乳化成45m的微滴时，再加入60的脲醛树脂13份，缓缓加热使其微胶囊化，再加入5的羧甲基纤维素10份，制得微胶囊胶状物，然后将其涂在纸上并在5060下烘干，即可制得无毒、无味、无污染的复写纸。,微胶囊压敏复写纸配方,将胆固醇壬酸酯70份、胆固醇碳酸油酸酯5份、胆固醇丁酸酯20份和胆固醇亚麻仁油酸酯25份的混合物，以凝胶法在动物胶和阿拉伯胶中微胶囊化，然后将此微胶囊浆状物
36、40g与10的纤维素羟丙基醚15g混合，待混合均匀后涂在纸上，自然干燥，可得到在233l之间产生颜色变化(红变紫)的复写纸。产品可在低温下贮存5个月无变化。,热敏微胶囊复写纸配方,香料胶囊油墨能在印刷物上附着芬芳的香味，并使其能长时间保留、平时只要用手指摩擦，就会奇妙地散发出香味。香料胶囊油墨是用l040m的明胶胶囊包裹着香料制成的纯水性油墨，可用于印刷、照相凸版印刷，大量用于宣传广告的印刷。,(2) 香料微胶囊油墨,香味水溶性印刷油墨配方,将茉莉香油1.32g乳化在21g水中，以l0的阿拉伯树胶为乳化利，将其分散于8.9L,1.35的动物胶水溶液中，用l0的乙酸调节pH值在4.5左右，在10
37、下搅拌并加入浓度为25的戊二醛固化剂，制成粒径为3040m的微胶囊物，将此浆状物2份与1.5Metolose l.1份和羧甲基纤维素适量混合可得水溶性印刷油墨。,(3) 微胶囊粘合剂,微胶囊化粘合剂有许多优点： 可将双组分型粘合剂简化为单组分型； 可以加快固化速度； 可将粘合剂加工成粉末状剂型； 可制成粘合剂薄膜剂型； 无污染。,含酶微胶囊洗涤剂配方将2：6：2的碱性蛋白酶、相对分子质量为800900的聚乙二醇和乙酸钙水溶液混合物制成颗粒，与涂有相对分于质量为1500、9899(摩尔分数)皂化了的聚乙烯醇包覆的二氧化钛混合，加至杂化体系中，制得含酶洗涤剂。在40下贮存30天，酶活性可保留83。
38、,(4) 微胶囊洗涤剂,香味微胶囊洗涤剂配方,以动物胶为胶囊膜物质，以浓度1.5的戊二醛为固化剂，将香料微胶囊化后，加到长石粉(直径小于100m) 84.2份、十二烷基苯磺酸钠3.7份、硅酸钠5.0份、染料与水0.1份、氰脲酰氯0.5份、硫酸纳0.5份的混合物中，可制成香味洗涤剂，用于厨房除臭消毒。,(5) 微胶囊化妆品,微胶囊烫发剂配方将乙二醇二硫双甘醇酯微胶囊18g，巯基乙酸微胶囊3g、浓度20的氢氧化钠l0g、水70g混合，可得到微胶囊烫发剂，微胶囊可在510min破裂溶解，l 520min后即可洗发。,微胶囊泡沫剃须膏配方,将含有5香料的甲苯二异氰酸酯微胶囊化于1，3，5均苯氢氧化三胺
39、乙二胺癸二酰氯甲磺酰三氯的共聚物中，微胶囊用乙二醇、水、催化剂等加压包装。使用时除去包装，微胶囊会从加压下释放出来而破裂，释放出双异氰酸酯，遇水和乙二醇后，反应成为聚氨酯泡沫。,微胶囊防晒剂配方,将二甘油十六烷基醚4.75g、胆甾醇4.75g,双十六烷基磷酸钠0.5g,甘油4g,香精和防腐剂适量及含0.02mo1的烟酰胺腺漂呤二核苷酸的微胶囊100g混合后，可得到能减轻日晒引起的红斑的防晒剂。,将二甲基硅酮油用甲基丙烯酸甲酯微胶囊化，取此微胶囊50、云母20、滑石粉9、二氧化钛7.5、液体石腊5、失水山梨醇倍半油酸酯1、防腐剂和香料适量。,微胶囊挥发性固体粉底霜配方,2.3.5.2 粉剂的加工
40、,简单吸收法：液体活性物组分吸附在无机盐上。反应吸收相结合法：活性物之间反应的同时吸收某些 组分。 粉剂的干混法：原来已干燥的各种组分混合。喷雾干燥法：液体料浆经喷雾干燥塔、使料浆的液滴与热空气流进行热交换，脱水而干燥成粉剂。转鼓干燥法：利用转鼓干燥器，将料浆干燥。,1简单吸收法,先将干燥的固体组分投入到混合器内，开始搅拌，同时通过喷嘴将溶液慢慢泵入或注入，使其喷到粉末上，溶液的加入速率要调节好，使其到达粉状油料表面时即可被吸收，液体加完后继续搅拌几十分钟，将物料卸到地面上，老化1224h。 简单吸收法的优点是设备简单，可用普通的叶片或粉剂混合机。,将固体粉末物料投入混合器内，启动混合机，在混
41、合机运转时缓慢加入一种反应性组分，被另一种组分通过反应吸收，形成盐类等固态的物质。,2反应吸收相结合法,3粉剂的干混法,在浓缩型的粉状洗涤剂中，表面活性剂的含量至少40，有的高达60以上。将物料干燥后在粉剂混合机或干燥混合机掺混即可。,4喷雾干燥法,喷雾干燥是将溶液、乳浊液、悬浊液或含水分的膏状材料、浆状材料变成粉状或颗粒状产品的工艺过程。包括喷雾和干燥两个方面：喷雾是将料液经雾化器喷撤成极细的雾状液滴；干燥是由载热体(空气、烟气)同雾滴均匀混合，进行热交换，使水分蒸发而得到干燥的粉状或粒状产品。,喷雾干燥的特点如下：干燥速度快。料液经喷雾后成为几十微米的液滴，单位质量的有效表面积很大，每公斤
42、料液干燥面积可达300m2，干燥时间一般只有几秒至几十秒。干燥过程温度低。在逆流喷粉塔中，塔底进风温度一般为280350，但干燥塔内的温度则不会太高，因塔内的液滴中仍含有水分，塔顶的温度一般在80l00，这样能防止物料在塔内温度过高而导致产品质量下降。,所得产品近似球形，具有良好的流动性、疏松性、分散性和迅速溶解性。产品的纯度高，环境污染少。易于控制产品质量、如颗粒的大小、粒度的分布、组分含量、堆密度。工艺流程短，而且容易实现自动控制。,良好的粉剂产品应具有以下特征：色泽良好，颗粒大小分布均匀，合适的堆密度，合格的水分含量，无粘结现象。包装容器的大小是一定的，如果堆密度过大而装不满，消费者会感
43、到不满意；堆密度太小，同样用量时其产品中的有效成分太少，效果会差。所以，堆密度要符合产品的规格要求。,假设粉剂中的颗粒是相对的空心球，它的堆密度（BulkDensity，缩写为BD)取决于球的空心度和球的直径。空心球的质量为：,每个小球的堆密度可用下式表示：,另外、堆密度还受雾化液体的温度与周围环境的温度之差(t)的影响。小球空心度取决于小球的蒸发速率，如果t减小，传热速率变慢，蒸发速度减慢，蒸发量降低，减小了小球的膨胀作用，使堆密度增加。在顺流装置中，可任意调节t ，进口温度越高， t 越大；在逆流装置中，空气进口温度的调节也能改变t ，但效果较顺流差。逆流喷雾干燥装置所产生的粉剂一般比顺流
44、装置所产生的粉剂的堆密度大。,在喷雾干燥的粉剂中，粘结是绝对不允许的。粘结的原因可能是由于干燥不良，或喷雾发生故障，生成大颗粒而没有完全干燥，或是因配方中缺少某种组分所致。加入硅酸钠或加入硅酸镁、硅酸钙、表面活性剂等可改善轻度粘结。,2.3.5.3 片剂的加工,片剂的加工一般是将有效组分与各种赋形剂混合后经过压片机压制而成。,湿颗粒法压片,压片,粉末直接压片,主要组分经粉碎过筛后，根据需要加入一些辅料，充分混合成软材，经过适宜的筛网制成湿颗粒，在5080下干燥，制得含水量13干颗粒，筛选后使颗粒大小均匀，加入适当的润滑剂混合均匀，经压片机压制成一定形状和重量的片剂产品。,粉末状的配方组分混合均
45、匀后直接经压片机压制出片剂产品。,制备片剂的物料和各种辅料必须具备两种基本特性:即流动性和可压缩性。若流动性差，物料在压片时不能顺利流入冲模孔中，压出的片剂重量不一致。若物料不具有可压缩性，当冲头压力移去后，片剂内部被压缩的空气膨胀，使片剂松裂不能成形。需有一定的粘结性,在精细化学品配方物料中，需要加入一些辅料,称为赋形剂。1常用赋形剂的种类和特点(1) 稀释剂和吸附剂稀释剂：当片剂中的有效组分很少，体积太小而无法压片或压片因难时，必须加入一些稀释剂以增大体积减少粘性、才能制粒和压片。 吸收剂：配方中的有些组分是油性物质或其他液体、这时必须加入一些固态吸收剂将其全部吸收后，才能制粒压片。,常用
46、的物料有：淀粉：性质稳定，与大多数组分不起化学反应，主要作为稀释剂使用，并有吸收作用，以玉米淀粉最多。糊精：是淀粉的水解物，主要作稀释剂，也有粘合作用，常与淀粉合用。碳酸钙：价格便宜，来源广，可作为油剂的吸收剂，但不能与酸性组分混合使用；否则会与其发生化学反应，放出二氧化碳气体，破坏有效组分的性质，也会使片剂发生开裂和疏松。,(2) 润湿剂和粘合剂,涧湿剂：有些配方中的组分粘接性较大，必须加入适当的液体使各组分充分湿润，以利于制粒和压片。粘合剂：当配方中各组分都不具备粘着性或粘性不足时，必须加入一些具有粘性的物质，使配方组分具有粘性，以便制成软材后压片，加入的粘性物质称为粘合剂。水和乙醇：适用
47、于本身具有粘性的组分，当加入适量的水或乙醇时产生粘性，可制成软材、制粒、压片。当有些组分遇水粘度过大时，可用乙醇做润湿剂。,羧甲基纤维素：粘性较强，多用作干燥粘合剂和用于粉末直接压片。12的水溶液也作为湿法制粒的粘合剂。淀粉桨：淀粉和水在7085时糊化成的8的淀粉糊，有较好的润湿和粘合作用。,(3) 润滑剂,助流作用：润滑剂可减少颗粒间的摩擦力，增加颗粒的流动性，使颗粒顺利流入模孔；抗粘附作用：能阻止片剂颗粒或物料粘附冲头表面、模腔内壁，使片剂光洁美观；润滑作用：可减少颗粒间以及片与冲模之间的摩擦力和减少冲模的磨损。,常用物料有：,硬脂酸镁：质轻细腻，有良好的附着性，与颗粒混合后分布均匀，不易
48、分离，润滑性强，一般用量为0.31，具有疏水性。滑石粉：润滑性和附着力比硬脂酸镁差，但抗粘附性和助流动性能好。一般用量为36。液体石蜡：与滑石粉合用可增加其润滑作用，量为0.51。,2压片设备的类型和特点,压片机由动力部分、传动部分和压片部分三部分构成。压片部分包括压力调节系统、片重调节系统、上下冲模和出片装置。撞剂式压片机是较常见的一种，其特点是结构简单，使用方便，维修容易，适用于少量生产。旋转式压片机产量高，压片时上下冲模同时旋转加压，且压力逐渐增加，压片较为均匀，片裂少。由于加料斗固定不动，机器振动小，片重也较均匀。,压片过程是借压力把颗粒间距离缩小至产生足够的内聚力使物料紧密结合的一个
49、过程。,3压片过程的理论解释,当疏松的颗粒刚填入模孔时，彼此间的接触面积很小，颗粒间充满空气。,当加压时，颗粒滑动挤紧产生变形，颗粒间的间隙和距离变小，空气排出，颗粒或晶体被压碎，比表面积增加。,当达到一定的压力，颗粒间距离缩小到108一107m时，分子间的引力足以使疏松的颗粒以固体架桥结构而结合，成为整体的片状。,2.3.5.4 气雾剂的加工,1气雾剂的定义气雾剂的含义是指液体的超细微粒或固体的超细微粒均匀地分散于空气中形成的雾状分散系统。将化学品的有效组分和抛射剂一同封装在带有阀门的耐压容器中，使用时借助抛射剂的压力，定量或非定量地将内容物(药品、香料、杀虫剂等)以雾状、糊状或泡沫状的形式喷出的制剂。,
