Вспомогательные вещества, их выбор

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ТАБЛЕТОК, СОРБЕНТОВ, КАТАЛИЗАТОРОВСТАТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ НА ПРИБОРЕ МП-9С

Цель работы:

1. Научить студентов методам определения физико-механических свойств твердых форм лекарственных средств.

2. Определить механическую прочность твердой формы лекарств (таблеток) на приборе
МП-9С.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Механическая прочность твердых материалов в виде гранул, таблеток, цилиндров и других форм сильно влияет на технологический режим при их производстве (в первую очередь, на давление прессования). Увеличение давления прессования повышает механическую прочность твердых форм (к примеру, таблеток). Однако большая прочность таблетки влияет на ее распадаемостъ, время распадаемости возрастает, что отрицательно сказывается на качестве таблетки. Для каждой таблеточной массы давление прессования должно быть оптимальным, т.е. при достаточной механической прочности необходимо обеспечить хорошую распадаемостъ таблетки.

Улучшение механических характеристик прочности, долговечности катализаторов, носителей и сорбентов становится все более важной задачей и в химической технологии в связи с интенсификацией каталитических процессов. Отыскание и научное обоснование оптимальных методов приготовления катализаторов с заданными физико-химическими и механическими свойствами требует умения и практических навыков при проведении механических испытаний на приборах, предназначенных для этих целей.

Требования к методам оценки прочности гранул в статических условиях

Измерения прочности в статических условиях получили наибольшее распространение. Они характеризуются относительной простотой, общностью, приложимостью к очень широкому кругу материалов, наглядностью результатов. Необходимо подчеркнуть некоторые требования как общего характера, так и специфические, относящиеся к стратегическим методам и соответствующим приборам.

Прежде всего, они должны быть универсальными, охватывать гранулы различной формы и размеров в очень широком диапазоне значений прочности, допуская также воспроизведение существующих «нестандартных» приемов (например, наряду с осевым раздавливанием также изгиб, разрезание ножом и т.п.). Далее, эти методы должны обеспечивать получение воспроизводимых количественных результатов не только для величины усилии, необходимых для разрушения гранул данной формы в определенных условиях, но и абсолютных значений прочности материала, позволяющих сравнивать различные материалы между собой.

При выборе и обосновании наиболее целесообразных, общих, унифицированных способов определения прочности катализаторов, носителей, сорбентов в статических условиях (сюда относится, прежде всего, выбор, напряженных состояний) возникает ряд специфических трудностей. Гранулы имеют различную форму: это таблетки с плоскими или выпуклыми торцами, спрессованные на таблеточных машинах, формованные из пасты цилиндрики с более или менее выпуклыми основаниями, «червячки» различной длины и в той или иной степени искривленные, «вермишель», как предельный случай тонких и длинных червячков, различные тонко- и толстостенные кольца, трубочки, более или менее правильные сферические гранулы, кусочки неправильной формы (мы не касаемся при этом пылевидных катализаторов, для которых статические измерения, прочности отпадают).

В качестве основного способа испытаний в статических условиях естественно выбрать раздавливание гранул как наиболее простой и широко приложимый метод, отвечающий в значительной мере реальным условиям разрушения. При этом задачи определения механических характеристик следует разделить на две группы.

Во-первых, это получение достаточно полных сведений о прочности материала, гранул на основе всестороннего обследования в разных напряженных состояниях, при различных скоростях нагружения и т.д. Такие сведения необходимы при разработке новых материалов, обосновании оптимальной технологии, сравнении материалов, выпускаемых различными предприятиями, при развитии теоретических исследований. В данном случае наиболее универсальная характеристика - это прочность на сжатие в условиях, наиболее приближающихся к однородному напряженному состоянию, т.е. для таблеток с плоскими торцами - при раздавливании «по оси», а для других типов гранул - при соответствующем обтачивании образцов.

Во-вторых, из этого широкого круга испытаний целесообразно выделить для повседневного оперативного контроля качества гранул один (самое большое - два) наиболее простой и характерный способ, не обязательно обеспечивающий абсолютное определение прочности материала, но зато надежно воспроизводимый и, главное, дающий минимальное значение усилий, разрушающих гранулу, что особенно важно в практическом отношении. Для шариков и неправильных кусочков это просто раздавливание между жесткими опорами: для различных таблеток, цилиндриков, «червячков», колец, как будет показано ниже. - раздавливание перпендикулярно к оси. т.е. «по образующей» (без прокладок!); для «червячков» и особенно для «вермишели», кроме того. - изгиб.

Обе эти группы измерений должны выполняться, вообще говоря, на одной и той же стандартной аппаратуре; впрочем, для повседневных испытаний данного материала могут быть использованы и несколько упрощенные конструкции (с более узкими диапазонами).

Желательно также, чтобы те же приборы могли использоваться и для испытания более широкого круга материалов, например, для оценки реологических характеристик формуемых паст. Конструкция прибора должна быть простой и надежной для

использования в производственных условиях. Таковым является прибор МП-9С.

1. Назначение прибора

Прибор позволяет испытывать образцы высотой до 100 мм, с измерением усилий от 5 Г до 200 кГ при нагружении ручным приводом с инерционным выравнивателем со скоростью 2-5мм/мин.

Прибор МП-9С для определения механических характеристик тонкодисперсных пористых тел катализаторов и сорбентов - в статических условиях позволяет испытывать гранулы различных размеров и форм (цилиндрики, таблетки, сферы, кубики, балочки и т.д.) в различных напряженных состояниях: сжатие, изгиб, срез.

1. Основной метод испытаний на приборе МП-9С - раздавливание гранул между плоскими поверхностями (при испытании сферических гранул и раздавливании цилиндриков «по образующей» могут быть использованы столики с площадками, имеющими углубление с достаточно большим радиусом кривизны); для устранения влияния перекоса верхняя площадкасоединяется с нижним концом штока силоизмерителя через шарнир 6(см. рис. 1).

Вместе с тем прибор МП-9С имеет приспособления, позволяющие использовать и другие методы.

2. Испытания образцов на поперечный изгиб по трехточечной схеме проводятся с
помощью раздвижной опоры 15, устанавливаемой вместо рабочего столика, и призмы 16,
укрепляемой на штоке динамометра; при испытаниях по четырехточечнойсхеме эта
призма заменяется раздвижным клином 17.

3. Специальное приспособление 14позволяет проводить испытания на срез по
двум плоскостям образцов с круглым и квадратным сечениями.

4. На штоке может быть укреплен нож для «разрезания» образца, лежащего на
столике, и т.п.

До сих пор речь шла лишь об измерении прочности - однократном отсчете по шкале индикатора предельной нагрузки, которую выдерживает гранула упруго хрупкого материала. Описываемый прибор обеспечивает также проведение некоторых реологических измерений.

5. Благодаря фиксированным скоростям подачи столика можно получать кривые
нагрузка-деформация для материалов, испытывающих остаточные деформации(в тех
диапазонах силоизмерителя. где жесткость системы достаточно высока): при необходимости синхронной регистрации усилий стрелочный индикатор нетрудно заменить электрическим датчиком.

6. Укрепляемые на штоке конусы 13(с различными углами) позволяют исследовать свойства паст по методу конического пластометра; чти же конусы используются для определения твердости по величине отпечатка и т.д.

МП-9С можно использовать для испытания не только катализаторов, таблеток, носителей, сорбентов, но также и образцов других материалов (с относительно невысокой прочностью, характерной для пористых тел), например, строительных материалов на основе минеральных вяжущих веществ, грунтов, металлокерамических изделий, гранулированных удобрений и т.д.