1、簡(jiǎn)介
在制藥行業(yè)，尤其是濕熱敏感的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，對(duì)比需要溶液或熔融粘合劑的濕法制粒工藝而言，干法制粒工藝更受青睞。干法制粒通常是飼料粉體經(jīng)兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的壓輪壓實(shí)成薄片，然后薄片經(jīng)整粒后形成顆粒。對(duì)于多數(shù)有粘附特性的粉末來(lái)說(shuō)，一般會(huì)加入潤(rùn)滑劑改善粉末的流動(dòng)性且可以避免粉末粘附在壓輪上。硬脂酸鎂（MgSt）作為潤(rùn)滑劑的理想選擇被廣泛應(yīng)用。它是一種常見(jiàn)的邊界潤(rùn)滑劑，通過(guò)提供一種界面剪切強(qiáng)度小于下接觸面的膜來(lái)減少固-固摩擦。
當(dāng)應(yīng)用于粉末中時(shí)，潤(rùn)滑劑在顆粒表面的分布是控制其有效性的關(guān)鍵因素。已有基于此的一系列機(jī)理研究被發(fā)表，總結(jié)見(jiàn)表1.（(Bolhuis et al., 1975,1980; Pintye-Hodi et al., 1981; Tawashi, 1963a,b）。被廣泛接受的機(jī)理是MgSt形成Langmuir–Blodgett單層以及MgSt對(duì)空腔的填充（Roblot-Treupel and Puisieux, 1986），特別是延長(zhǎng)混合時(shí)間后（Johansson and Nicklasson, 1986）。不同飼料粉體的顆粒大小和表面形貌的巨大變化可能會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑劑的性能有相當(dāng)大的變化。                    
已有一系列使用MgSt作為潤(rùn)滑劑進(jìn)行的干法制粒研究（He et al., 2007; Migue′lez-Mora′n et al., 2008; vonEggelkraut-Gottanka et al., 2002） von Eggelkraut-Gottankaet al. (2002)，采用干法制粒機(jī)控制壓輥間隙和壓力對(duì)兩批不同的中藥干浸膏進(jìn)行壓實(shí)，并用多元線性逐步回歸分析研究了工藝參數(shù)和硬脂酸鎂用量的影響。據(jù)報(bào)道，由于疏水性的增加，片劑的崩解時(shí)間隨著MgSt濃度的增加而增加。他們還認(rèn)為MgSt與顆粒的結(jié)合（在片劑內(nèi)部）最大限度地減少了崩解時(shí)間的增加，同時(shí)保留了其作為潤(rùn)滑劑的功能。
He et al. (2007)對(duì)含有0.5%（w/w）MgSt的MCC（Avicel PH 102, 44–75 mm）進(jìn)行干法制粒。通過(guò)Heckel分析、片劑抗張強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)壓痕的測(cè)量來(lái)評(píng)估碾壓后粉末重復(fù)可加工性損失的機(jī)制，特別是在加入MgSt之后。他們得出結(jié)論，加工硬化發(fā)生在過(guò)程中，而由于MgSt的存在導(dǎo)致的過(guò)度潤(rùn)滑似乎是藥片機(jī)械強(qiáng)度下降的主要原因。Migue′lez-Mora′n et al. (2008)在三種條件下研究了MCC（Avicel PH 102）干法制粒：（1）不潤(rùn)滑；（2）潤(rùn)滑壓輪表面；（3）整體潤(rùn)滑粉末；結(jié)果表明，粉末經(jīng)MgSt內(nèi)部潤(rùn)滑時(shí)進(jìn)料最均勻，所得薄片密度最均勻，在壓實(shí)過(guò)程中可以觀察到最大壓力的降低。他們的工作清楚地顯示了MgSt對(duì)MCC的干法制粒有影響。
盡管已有研究，但壓實(shí)性能與整粒、壓片等下游工藝及潤(rùn)滑機(jī)理的關(guān)系尚未建立。特別是，潤(rùn)滑劑對(duì)整粒行為的影響，以及還沒(méi)有很好地了解顆粒和片劑的性質(zhì)。這些正是當(dāng)前的研究重點(diǎn)，其中MCC和DCPD被選擇作為飼料粉體，它們都是常用的藥物輔料，但具有獨(dú)特的顆粒大小、表面形貌和對(duì)MgSt潤(rùn)滑的敏感性，據(jù)報(bào)道，MgSt潤(rùn)滑DCPD對(duì)混合條件非常不敏感(Vromans et al., 1988)，與MCC顯著不同(Zuurman et al., 1999)。                 
2、物料
MgSt是一種白色無(wú)氣味片狀粉末（見(jiàn)圖1）。Calipharm D級(jí)DCPD（Rhodia,France）是一種易碎的結(jié)晶性粉末，有類似頁(yè)巖的顆粒（見(jiàn)圖2a）。MCC（Avicel grade PH 102, FMC Biopolymer, USA）（見(jiàn)圖2b）是一種結(jié)晶性粉末（結(jié)晶度>78%），有針狀顆粒，與相對(duì)脆性的DCPD相比，具有更大的塑性變形。MCC和DCPD的真實(shí)密度使用氦氣比重計(jì)(AccuPycII 1340, Micromeritics, USA)測(cè)量，分別為1569 kg/m3和2582 kg / m3。使用顆粒度分析儀(Model Helos, SympaTec, Germany)測(cè)量，兩種材料的平均粒度分別為96.3 um和8.1 um。
Fig. 1. Scanning electron micrograph of magnesium stearate.
Fig. 2. Scanning electron micrographs of DCPD and MCC powders with andwithout MgSt. (a) Unlubricated DCPD; (b) unlubricated MCC; (c) bulk lubricatedDCPD (0.75% w/w MgSt); (d) Bulk lubricated MCC (0.75% w/w MgSt); (e) bulklubricated DCPD after ring shear cell tests; (f) lubricated MCC after ringshear cell tests.
用雙錐混合機(jī)將不同用量的MgSt (w/w 0.15–1.5%)分別與這兩種粉末混合。初步研究(這里沒(méi)有介紹)表明，粉末的摩擦和流動(dòng)特性在混合時(shí)間超過(guò)5分鐘后沒(méi)有改變，因此報(bào)告中所有試驗(yàn)的混合時(shí)間均選擇5分鐘。經(jīng)0.75%（w/w）MgSt潤(rùn)滑后粉末的表面形貌如圖2c和圖2d所示。                     
3、試驗(yàn)
3.1環(huán)形剪切單元試驗(yàn)
使用RST-XS環(huán)形剪切單元測(cè)試儀(Dietmar Schulze，Germany)測(cè)量了飼料粉末和整粒后顆粒的有效內(nèi)摩擦角，正常應(yīng)力范圍為4-10 kPa。該儀器還用于測(cè)量壁面摩擦與光滑不銹鋼板的摩擦角度(表面粗糙度Ra ~0.3 mm)，正常應(yīng)力范圍為1.1-20 kPa。通過(guò)掃描電子顯微鏡（6060, JEOL, Japan）得到了壁面摩擦測(cè)量前后粉末的形貌，見(jiàn)圖2e和2f。

3.2干法制粒
使用伯明翰大學(xué)開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)型干法制粒機(jī)對(duì)粉末進(jìn)行壓實(shí)（Bindhumadhavan et al., 2005; Migue′lez-Mora′n etal., 2008; Patelet al., 2010）。其包括半徑為100mm，寬度為46mm的兩個(gè)不銹鋼壓輪，采用重力下料，其中一種方法是在一個(gè)裝有矩形截面的料斗中手動(dòng)填充初始定容的粉末，多余的部分被輕輕的平掉了。

現(xiàn)有研究中，最小壓輪間隙S，壓輪轉(zhuǎn)速u，分別被固定為1.0mm和1rpm。角度θ在最小壓輪間隙時(shí)測(cè)量，與之對(duì)應(yīng)的徑向壓輪壓力p經(jīng)過(guò)壓電式壓力傳感器（PCB 105C33, Techni-Measure, Studley, UK）測(cè)量，它裝在一個(gè)壓輪的中心位置，可以得到壓輪的壓力分布，以研究整體潤(rùn)滑和壁免潤(rùn)滑的影響。壁面潤(rùn)滑的案例中，金屬壓輪表面用濃度分別為0.25%和1%的MgSt乙醇懸浮液進(jìn)行潤(rùn)滑。

薄片的尺寸（例如，長(zhǎng)度、厚度和寬度）通過(guò)數(shù)顯游標(biāo)卡尺（Mitutoyo, Hampshire, UK）進(jìn)行測(cè)量，來(lái)計(jì)算其體積，從而計(jì)算出其堆密度。薄片的斷裂能通過(guò)三點(diǎn)彎曲配置的萬(wàn)能機(jī)械試驗(yàn)儀（Instron, High Wycombe, UK）進(jìn)行測(cè)量。整合力-位移數(shù)據(jù)來(lái)確定斷裂的總功。用功與斷口面積之比計(jì)算斷裂能。

3.3整粒

薄片分段切割成特定尺寸（大約22×22mm）以減少形狀和尺寸的不同帶來(lái)的影響。使用振蕩整粒篩（圖3，Coeply, AR 401）篩網(wǎng)孔徑為630um，整粒速度為200rpm。使用電腦化天平，對(duì)顆粒處理量作時(shí)間的函數(shù)進(jìn)行測(cè)量。


3.4單軸壓片

使用通用試驗(yàn)機(jī)型（Z030, Zwick Roell, Germany），不銹鋼中模內(nèi)孔直徑13.0mm(Specac, UK)，將上述整粒后顆粒進(jìn)行壓片。壓片速度為0.5mm/s，與干法制粒機(jī)的有效單軸部件(即水平速度)是相當(dāng)?shù)摹CC和DCPD粉末顆粒在中模的填充量分別為0.8和1.1g。與之對(duì)應(yīng)的，MCC和DCPD粉末在5N的預(yù)壓下初始粉體高度分別為15.05和9.43mm。然后用0.66和0.53的單軸應(yīng)變壓縮試樣，得到厚度相近的片劑（例如5mm）。采用Patel et al. (2010)等人提出的相同的多變量擬合方法，由單軸壓縮中的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系確定壓縮系數(shù)。

考慮了三種情況下飼料粉體的單軸壓縮：（1）未潤(rùn)滑；（2）粉末潤(rùn)滑；（3）中模內(nèi)壁潤(rùn)滑。一旦片劑被推出，其尺寸（例如，直徑和厚度）和重量會(huì)被測(cè)定，因此其松密度可以計(jì)算得到。然后用通用的試驗(yàn)儀器對(duì)片劑進(jìn)行徑向壓縮測(cè)試以確定其抗張強(qiáng)度。
                           

4、結(jié)果

4.1環(huán)形剪切單元試驗(yàn)

圖4顯示了飼料粉末混合不同用量的MgSt時(shí)壁面切向應(yīng)力作為正常應(yīng)力的函數(shù)，梯度等于摩擦系數(shù)。在未潤(rùn)滑粉末的案例中，DCPD和MCC的梯度分別是~0.5和~0.9；當(dāng)0.75%（w/w）MgSt用于整體潤(rùn)滑時(shí)，DCPD的梯度降低至~0.1，而MCC的梯度不受影響。從壁面摩擦角Фw以及相應(yīng)的有效摩擦角Фe的角度研究了潤(rùn)滑劑用量對(duì)壁面摩擦的影響，如圖5所示。未潤(rùn)滑的DCPD的Фe僅比MCC的輕微高一點(diǎn)，不像MCC那樣隨著MgSt用量的增加而降低。

如圖6所示，Фe和Фw的值是經(jīng)整粒后顆粒中MgSt用量的函數(shù)。在顆粒(圖6)和粉末之間（圖5），觀察到Фe值只有細(xì)微的差別。未經(jīng)潤(rùn)滑的MCC的壁面摩擦大于飼料粉末，潤(rùn)滑將使得壁面摩擦減少。對(duì)于DCPD, MgSt對(duì)顆粒壁面摩擦的影響不顯著。
 

Fig. 4. Variation of the wall shear stress with normal stress for (a)DCPD and (b) MCC, with various amounts of MgSt in bulk
 
Fig. 5. Frictional angles of MCC and DCPD as a function of amount ofMgSt.
 

Fig. 6. Frictional angles of MCC and DCPD granules as a function ofamount of MgSt.

4.2干法制粒

干法制粒的簡(jiǎn)易模型由Johanson (1965)開(kāi)發(fā)，將反向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)壓輪之間的空間分為不同區(qū)域，分為滑移區(qū)、捏合區(qū)、釋放區(qū)。滑移區(qū)即為粉末進(jìn)入壓輪時(shí)的區(qū)域，粉末沿著壓輪表面滑移，在這個(gè)區(qū)域重新排列，只受很小的壓輪壓力。粉末流動(dòng)速度與壓輪速度相等的位置被定義為捏合區(qū)域的邊界。在這個(gè)區(qū)域，粉末被拖動(dòng)到最小的間隙處，然后被增大的壓力壓成薄片，粉體致密化主要發(fā)生在這個(gè)區(qū)域。壓縮后的薄片通過(guò)最小間隙后進(jìn)入釋放區(qū)。薄片的彈性恢復(fù)發(fā)生在這個(gè)區(qū)域。干法制粒機(jī)的最大壓力和捏合角是決定干法制粒機(jī)性能的兩個(gè)主要參數(shù)。目前工作中測(cè)量的典型壓力分布如圖7所示，最大壓力是~100MPa，捏合角是~8°。

捏合角是壓實(shí)區(qū)域大小的一個(gè)量度，由測(cè)量的壓輪壓力分布來(lái)確定，采用Yu et al. (in press)提出的方法，將測(cè)量到的壓力梯度角位置數(shù)據(jù)擬合為Johanson給出的以下方程。

其中，x坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于壓輪間隙的中心，原點(diǎn)在最小壓輪間隙處，使正值與進(jìn)料方向相反，D為壓輪直徑。k為通過(guò)單軸壓片實(shí)驗(yàn)得到的粉末的壓縮系數(shù)。參數(shù)v和A是Фe和Фw的函數(shù)，表達(dá)式為:

其中，σ是在正交方向的壓輪表面的角位置θ，θ=0表示壓輪間隙最小s；滑移區(qū)域中的數(shù)據(jù)適用于方程式（1），捏合區(qū)的數(shù)據(jù)適用于方程式（2），如圖8所示。方程式(1)即滑移區(qū)擬合參數(shù)為Фe和Фw，方程式(2)擬合參數(shù)為k，夾角對(duì)應(yīng)于兩個(gè)方程的交點(diǎn)。

圖9和10顯示了最大壓輪壓力和捏合角。對(duì)MCC來(lái)說(shuō)，當(dāng)壓輪表面經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑時(shí)，最大壓力和捏合角不受影響，但粉末整體潤(rùn)滑會(huì)降低最大壓力和捏合角。對(duì)于DCPD而言，壓輪表面潤(rùn)滑和粉末整體潤(rùn)滑都能減小捏合角和最大壓力。然而，最大壓力和捏合角在0.25% w/w MgSt時(shí)達(dá)到恒定值。如果有足夠的MgSt來(lái)引起最大可能的潤(rùn)滑，捏合角和最大壓力的減少是相似的。

Fig. 7. Typical pressure profile in roll compaction. 

Fig. 8. Determination of nip angle from the pressure gradient data forMCC (S=1.0 mm, u=1.0 rpm).
 

Fig. 9. Effects oflubrication on the maximum roll pressures.
 

Fig. 10. Effects of lubrication on nip angle in roll compaction.
 
4.3整粒

表2給出了薄片的固相分?jǐn)?shù)和斷裂能。固相分?jǐn)?shù)用于比較片劑的致密程度。整體潤(rùn)滑對(duì)MCC的固相分?jǐn)?shù)和斷裂能有較大的降低，而壁面潤(rùn)滑對(duì)MCC的降低要小得多。在相同的輥壓條件下(即壓輪間隙和壓輪轉(zhuǎn)速)，DCPD薄片的固相分?jǐn)?shù)小于MCC薄片的固相分?jǐn)?shù)，并且通過(guò)壁面潤(rùn)滑和整體潤(rùn)滑均降低了固相分?jǐn)?shù)。它們太脆弱，無(wú)法測(cè)量斷裂能。

Fig. 11. Typical milling results for roll compacted ribbons made fromunlubricated MCC powders at the roll gap of 1.0 mm, roll speed of 1.0 rpm.
 
圖11顯示了產(chǎn)出量隨整粒圈數(shù)的典型變化。產(chǎn)出量隨循環(huán)次數(shù)增加而增加，但速率降低。用一階動(dòng)力學(xué)描述數(shù)據(jù)是可能的：

其中，N為循環(huán)數(shù)，m和m∞分別為N = N和N =∞時(shí)的顆粒質(zhì)量。在N = 0處m = 0時(shí)的積分：

其中，Nc是循環(huán)數(shù)在m=1-e-1時(shí)的特征數(shù)。因此，這個(gè)參數(shù)的值越小，對(duì)應(yīng)的薄片破碎越快。方程式（6）可以重排為：

表2給出了用未經(jīng)潤(rùn)滑的飼料粉體、壁面潤(rùn)滑的飼料粉體和整體潤(rùn)滑的飼料粉體制成的薄片的Nc值?？梢钥闯?，MCC的值因潤(rùn)滑而降低，且遠(yuǎn)大于DCPD的值，而DCPD的Nc值對(duì)潤(rùn)滑不敏感。在潤(rùn)滑作用下，MCC的固相分?jǐn)?shù)和斷裂能均顯著降低，Nc值也顯著降低。然而，DCPD的固相分?jǐn)?shù)和Nc不受潤(rùn)滑的影響。


4.4單軸壓片

表3給出了含和不含潤(rùn)滑劑的飼料粉末和顆粒制成的片劑的固相分?jǐn)?shù)和抗張強(qiáng)度。每個(gè)粉末和顆粒的固相分?jǐn)?shù)近似恒定，這應(yīng)該是執(zhí)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程的情況?？梢钥闯觯跐?rùn)滑過(guò)程中，MCC粉末和顆粒的固相分?jǐn)?shù)沒(méi)有受到影響，而顆粒的固相分?jǐn)?shù)比粉末的固相分?jǐn)?shù)要小，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致片狀性的損失。同時(shí)，隨著MgSt用量的增加，片劑的抗張強(qiáng)度明顯下降。相比之下，DCPD的固相分?jǐn)?shù)不受潤(rùn)滑劑的影響，粉末和顆粒的值具有可比性，隨著MgSt加入量的增加，抗張強(qiáng)度略有提高。

片劑抗張強(qiáng)度隨MgSt用量的變化而波動(dòng)，如圖12所示。未經(jīng)潤(rùn)滑的MCC片(即MgSt用量為0時(shí))的強(qiáng)度大約比相應(yīng)的DCPD片大6倍。MCC片的強(qiáng)度通過(guò)整體潤(rùn)滑降低，而不是通過(guò)壁面潤(rùn)滑來(lái)降低，壁面潤(rùn)滑對(duì)于DCPD片有輕微影響。對(duì)于MCC片和DCPD片，直接壓片比經(jīng)制粒后壓片的抗張強(qiáng)度更高。

Fig. 12. Effects of lubrication on the tablet strength, the datapoints on the vertical dash line (x?0) present the values for unlubricated cases.
 
為了探討片劑的固相分?jǐn)?shù)與抗張強(qiáng)度的關(guān)系，進(jìn)行了附加實(shí)驗(yàn)。采用壓力在52.7 ~ 165.7 MPa之間，間隔22.6 MPa范圍內(nèi)壓縮粉體和顆粒，制得各種固相分?jǐn)?shù)的片劑。在此案例中，0.5%（w/w）MgSt用于顆粒整體潤(rùn)滑。圖13顯示了DCPD和MCC在不同潤(rùn)滑條件下的顆粒和粉末數(shù)據(jù)，很明顯，DCPD片的強(qiáng)度不受潤(rùn)滑和造粒的顯著影響，因?yàn)樗袛?shù)據(jù)都疊加在一條主曲線上(見(jiàn)圖13a)。相比之下，在粉末整體潤(rùn)滑的情況下，MCC片的抗張強(qiáng)度下降了30%(見(jiàn)圖13b)。顆粒制得的片劑比粉末制得的片劑強(qiáng)度更弱，這與文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果一致(Herting and Kleinebudde, 2008)。

Fig. 13. Tensile strength as a function of solid fraction of thetablets produced under various lubricating conditions for (a) DCPD and (b) MCC,the solid line presents the fitting results to Eq. (8).
 
采用Ryshkewitch-Duckworth方程(Duckworth, 1953)擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

其中σt為固相分?jǐn)?shù)為Ф時(shí)的抗張強(qiáng)度，s為同一材料在零孔隙率時(shí)的抗張強(qiáng)度，k為常數(shù)，表示材料的結(jié)合能力，k值越大，結(jié)合能力越弱。典型數(shù)據(jù)擬合如圖13所示，擬合參數(shù)值如表4所示。對(duì)于DCPD，所考慮的各種情況下的σt和k的值本質(zhì)上是相同的。對(duì)于MCC來(lái)說(shuō)，造粒和潤(rùn)滑導(dǎo)致σt值降低，但k值增加，表明結(jié)合能力降低。
        
                 

5、討論

未經(jīng)潤(rùn)滑的DCPD的壁面摩擦系數(shù)比MCC大約5倍（見(jiàn)圖5），這是由于有機(jī)材料的界面剪切強(qiáng)度比無(wú)機(jī)材料小。邊界潤(rùn)滑劑提供一個(gè)弱的界面層，摩擦系數(shù)通常為0.1(Bowden and Tabor, 1950)，表示一般可以達(dá)到的最小值。這與未經(jīng)潤(rùn)滑的MCC的測(cè)量結(jié)果相似，因此邊界潤(rùn)滑在減少摩擦方面是無(wú)效的。有機(jī)聚合物通常很難進(jìn)行邊界潤(rùn)滑，因?yàn)樗鼈兺ǔ＞哂信c有機(jī)邊界潤(rùn)滑劑相似的界面剪切強(qiáng)度。然而，未經(jīng)潤(rùn)滑的DCPD的摩擦系數(shù)為0.5，因此，應(yīng)用MgSt可以有效地降低摩擦系數(shù)到觀察到的最小值0.1。顯然，要實(shí)現(xiàn)均勻、堅(jiān)固的表面層，必須有一個(gè)最小的MgSt用量。

未經(jīng)潤(rùn)滑的MCC的壁面摩擦系數(shù)在造粒后增大，而DCPD的壁面摩擦系數(shù)減?。ㄒ?jiàn)圖6）。這可能是由于顆粒尺寸的增大和表面形態(tài)的變化。對(duì)于采用整體潤(rùn)滑的飼料粉末生產(chǎn)的顆粒，邊界潤(rùn)滑僅對(duì)MCC有效。添加MgSt后，DCPD顆粒的壁面摩擦實(shí)際上不會(huì)發(fā)生變化，這可能至少有兩個(gè)原因。首先，在整粒過(guò)程中，由于顆粒尺寸較小(8mm)，一些顆粒會(huì)丟失，而且由于它們的表面積與體積比較大，這導(dǎo)致粘附的MgSt的損失不成比例。其次，即使DCPD顆粒的表面經(jīng)過(guò)了良好的初始潤(rùn)滑，這些相對(duì)易碎的顆粒的碎裂也會(huì)導(dǎo)致未經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑的內(nèi)部表面暴露出來(lái)(De Boer et al., 1978)。

兩種未經(jīng)潤(rùn)滑的粉末的有效內(nèi)摩擦角基本相同，雖然它們?cè)诒诿婺Σ撂匦陨嫌忻黠@的差異（見(jiàn)圖5）。然而，其他因素，如顆粒形狀和粒度分布，對(duì)于解釋這一觀測(cè)結(jié)果可能是重要的。當(dāng)DCPD經(jīng)過(guò)整體潤(rùn)滑后，Фe沒(méi)有降低。這表明，由剪切引起的斷裂顆粒暴露新鮮的未經(jīng)潤(rùn)滑的表面，這與他們的脆性性質(zhì)是一致的。顯然，這一機(jī)制并不適用于MCC。壁面潤(rùn)滑引起壁面摩擦系數(shù)的小幅度降低，這必然解釋了相對(duì)較大的Фe減少，從單個(gè)顆粒到整體顆粒有相當(dāng)大的放大效應(yīng)。

在剪切單元數(shù)據(jù)的情況下，僅根據(jù)相對(duì)摩擦特性，不可能直接比較最大壓力和捏合角的絕對(duì)值。其他因素尤其包括可壓性，未來(lái)的工作將涉及檢驗(yàn)理論模型的準(zhǔn)確性，如Johanson(1965)基于飼料粉體的特性來(lái)預(yù)測(cè)最大壓輪壓力和捏合角。然而，根據(jù)壁面摩擦和內(nèi)摩擦的測(cè)量結(jié)果，可以對(duì)潤(rùn)滑的變化提供一些定性的解釋。

對(duì)于MCC來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑壓輪既不影響捏合角(圖10)，也不影響最大壓輪壓力(圖9)，這與摩擦對(duì)壁面潤(rùn)滑不敏感是一致的。然而，對(duì)于整體潤(rùn)滑而言，這兩個(gè)參數(shù)都隨著MgSt的增加而減小。這反映在薄片的密度和強(qiáng)度的降低上。如上所述，對(duì)MCC進(jìn)行邊界潤(rùn)滑是困難的。然而，整體潤(rùn)滑減少了內(nèi)部摩擦，增加了粉末的整體流動(dòng)性。因此，捏合角和最大壓力被降低。

在DCPD案例中，與MCC不同的是，通過(guò)潤(rùn)滑壓輪，捏合角(圖10)、最大壓力(圖9)以及薄片密度都降低了。由于捏合角和最大壓力的值與臨界整體潤(rùn)滑的DCPD相似，因此壁面摩擦對(duì)邊界潤(rùn)滑的敏感性更高是一種可能的解釋。也就是說(shuō)，整體潤(rùn)滑再次提供了潤(rùn)滑劑的內(nèi)部來(lái)源。

如參數(shù)Nc所表征的，薄片的整粒速率似乎與斷裂能簡(jiǎn)單地相關(guān)，這可能是合理的預(yù)期。對(duì)于MCC，薄片密度和斷裂能之間似乎存在密切的相關(guān)性(見(jiàn)表2)，這也是符合預(yù)期的行為。沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)來(lái)描述MgSt存在二次效應(yīng)，它可以通過(guò)在顆粒之間充當(dāng)弱層來(lái)降低強(qiáng)度，或者可以作為粘合劑。幾乎可以肯定的是，DCPD薄片的強(qiáng)度弱是由于在釋放區(qū)域積累的彈性形變阻止了粒子之間形成鍵合的結(jié)果。由于有機(jī)聚合物呈現(xiàn)彈塑性形變，MCC的這些形變要小得多。與MCC形成的薄片相比，DCPD薄片彈性恢復(fù)和捏合角較小將是導(dǎo)致DCPD薄片密度更小的一個(gè)因素。

DCPD片的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于MCC片(見(jiàn)表3和圖13)，這與表2中斷裂能顯示的薄片強(qiáng)度數(shù)據(jù)類似。所積累的彈性應(yīng)變的相對(duì)值可能再次成為主要的控制因素。DCPD片的強(qiáng)度對(duì)潤(rùn)滑不敏感(見(jiàn)表3、圖12和13a)可能是由于粉末顆粒的破碎特性導(dǎo)致新鮮表面暴露，從而抑制了MgSt的潛在結(jié)合。整體潤(rùn)滑導(dǎo)致MCC片的強(qiáng)度降低(見(jiàn)表3、圖12和13 b)，這表明MgSt在粒子之間起著弱邊界層的作用 (Zuurman etal ., 1999)，因而降低了結(jié)合強(qiáng)度(表4)。因此潤(rùn)滑對(duì)DCPD片和MCC片的影響與薄片中觀察到的趨勢(shì)是相似的，如表2所示。

今后的工作將著眼于對(duì)二元混合物的對(duì)比研究，以反映更實(shí)際的配方。然而，從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看，目前工作中的一些總體趨勢(shì)可能值得考慮。首先，對(duì)于MCC，它是主要的配方成分，在給定的壓實(shí)條件下，潤(rùn)滑劑的添加將減小捏合角和最大壓輪壓力，這將導(dǎo)致薄片強(qiáng)度降低，整粒效率提升，但減小顆粒粒度。其次，片劑的強(qiáng)度將為薄片的強(qiáng)度提供一個(gè)有用的排名指標(biāo)，也顯示了薄片整粒的效率。例如，這種方法可以應(yīng)用于研究潤(rùn)滑劑的影響。
                  

6、結(jié)論

研究粉末特性，壓制過(guò)程和薄片，薄片整粒，壓片有助于理解邊界潤(rùn)滑劑對(duì)配方的影響?？偟膩?lái)說(shuō)，有可能對(duì)數(shù)據(jù)作出連貫但定性的解釋，從而提供一些機(jī)理上的見(jiàn)解，并有一些實(shí)際啟示。最后，應(yīng)用整體潤(rùn)滑防止壓實(shí)過(guò)程中的粘附，但會(huì)導(dǎo)致MCC片強(qiáng)度和固相分?jǐn)?shù)降低。然而，這些負(fù)面影響并未顯示在DCPD中。兩種粉末經(jīng)壁面潤(rùn)滑最大限度地減少了最終產(chǎn)品抗張強(qiáng)度的降低。