分散体系:胶体、混悬剂与乳剂

斯托克斯定律

把一颗玻璃球和一颗鹅卵石投入装满蜂蜜的高罐,看看哪个先到底。玻璃球更大更致密,下沉更快;浓稠的蜂蜜则使两者都变慢。斯托克斯定律正是刻画这一点的方程——小颗粒在重力作用下于液体中沉降的快慢。

该定律指出,沉降速度与颗粒直径的平方、以及颗粒与液体的密度差成正比,与液体的黏度成反比。用话来说:在稀薄液体中,较大、较致密的颗粒下沉快;而在浓稠液体中,密度相近的小颗粒下沉慢。对粒径的平方依赖意味着,把颗粒直径减半可使沉降减慢至四分之一。

这一条关系指导着稳定混悬剂与乳剂的设计。要减缓沉降或乳析,制剂工作者可以把药物研磨到更小的粒径、增稠连续相以提高黏度,或使两相的密度相匹配。该定律严格而言仅适用于小而刚性、互不影响的球体在层流条件下的稀体系,因此在实际的浓缩、絮凝或非牛顿体系制剂中,它给出的是有用的趋势而非精确的数值。

斯托克斯定律假定球形颗粒在低浓度下的层流;在浓混悬剂中,受阻沉降和非牛顿型载体会使实际速率慢于简单方程所预测的值。

又称
Stokes equation斯托克斯方程斯托克斯方程式