從本質(zhì)上說(shuō),所有的物料都會(huì)或多或少的受濕度的影響。
了解物料性質(zhì)在濕度環(huán)境下如何改變是關(guān)系到產(chǎn)品生產(chǎn)、包裝、存儲(chǔ)和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。
吸附等溫線是在恒定溫度下,樣品含水率變化作為相對(duì)濕度的函數(shù)的圖形表示。
吸附等溫線是非常重要的熱力學(xué)參數(shù),同時(shí)也是最有效的表征物料盒水蒸氣相互作用的方式。
吸附等溫線的性狀和線性提供了物料變化的信息,從而獲取重要的物料性質(zhì)和如何處理這種物料的重要依據(jù)。
由于吸附和解吸是非常復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程,吸附等溫線無(wú)法通過(guò)計(jì)算得到,只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)記錄每個(gè)樣品而得到。
最簡(jiǎn)單最準(zhǔn)確的測(cè)定吸附等溫線的方法就是在濕度變化的條件下檢測(cè)樣品重量的變化。
吸附或解吸過(guò)程的測(cè)定需要大量的檢測(cè)。
由于吸附和解吸的速度非常慢,樣品需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到平衡。
為了保證高樣品通量(常規(guī)分析和質(zhì)量控制),同時(shí)能夠檢測(cè)多個(gè)樣品是必須的。
在科研應(yīng)用中,經(jīng)常需要在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出一部分樣品做其他的分析實(shí)驗(yàn),如光譜分析、X射線衍射分析或顯微分析。
采用我們的SPS和Vsorp系列水蒸氣吸附儀,完全能夠滿足這種要求。
固體材料吸收和保留或釋放水分的性能。
材料中水分的含量(重量比)。
吸濕性物質(zhì)處于一定相對(duì)濕度的環(huán)境中時(shí)始終會(huì)趨于吸附平衡。
物料中的水分會(huì)在表面形成蒸氣壓,如果這個(gè)蒸汽壓和周圍環(huán)境氣壓相同時(shí),該物料達(dá)到平衡。物料和周圍環(huán)境之間只要存在蒸氣壓差,就會(huì)導(dǎo)致水分的遷移,物料的含水量就會(huì)發(fā)生變化,直至重新達(dá)到平衡。
所以,物料的平衡濕度是處于周圍環(huán)境中不會(huì)發(fā)生水分遷移時(shí)的相對(duì)濕度。
水活度是物料處于周圍環(huán)境中不會(huì)發(fā)生水分遷移時(shí)的相對(duì)濕度。從根本上來(lái)說(shuō),水活度對(duì)應(yīng)物料的平衡濕度,但是一般表示為0---1Aw,而不是像相對(duì)濕度一樣表示為0---100%。
在穩(wěn)定狀態(tài)下,物料的含水量和平衡濕度之間可以用圖表曲線來(lái)表示,稱為吸附等溫線。吸附等溫線顯示了特定物料在恒定溫度下,在各個(gè)相對(duì)濕度下的平衡含水量。任何物料的成分和特性的變化都會(huì)導(dǎo)致吸附行為的變化。由于吸附過(guò)程的復(fù)雜特性,吸附等溫線無(wú)法由計(jì)算準(zhǔn)確得出,而必須采用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)每一種物料,并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的記錄下來(lái)。
下面第一張圖是使用SPS水蒸氣吸附儀檢測(cè)一些賦形劑樣品的吸附等溫線。
微晶纖維素顯示出多糖典型的吸附行為:在吸附和解吸曲線之間有明顯的滯后現(xiàn)象。
蔗糖在高于臨界濕度80%RH時(shí),發(fā)生液化。
一水乳糖在整個(gè)濕度范圍內(nèi)只能吸收0.13%的水分。但是我們?nèi)匀豢梢缘玫揭粋€(gè)高分辨率的吸附等溫線。
下圖給出了一些藥物形成一水合物或其他水合物的例子。
藥品A是一種典型的一水合物,40%RH時(shí)開(kāi)始形成,低于20%RH時(shí)開(kāi)始失水。
藥品B直到90%RH時(shí)才變成水合物,解吸過(guò)程為幾個(gè)明顯的水和步驟。吸附和解吸曲線之間的滯后現(xiàn)象,是水合物的顯著特點(diǎn)。