5.2. Теоретичні основи процесу пресування

Нині запропоновано три теорії пресування (або таблетування).

Механічна теорія

Пресування є визначальною операцією при виготовленні таблеток. У сучасних промислових пресах проводиться двостороннє стиснення порошку верхнім і нижнім пуансонами.

Весь процес пресування розбивається на три стадії:

1) ущільнення (гіідпресовування);

2) утворення компактного тіла;

3) об’ємне стиснення компактного тіла, що утворилося.

У кожній стадії протікають характерні для неї механічні процеси. На початку стиснення відбувається перерозподіл частинок: малі час­тинки укладаються в проміжках між великими і орієнтуються в на­прямах, що забезпечують максимальний опір стисненню. Зусилля, що прикладаються при цьому, незначні, ущільнення стає помітним вже при мінімальному тиску. Енергія в основному витрачається на подо­лання внутрішнього (між частинками) і зовнішнього (між частинками і стінками матриці) тертя.

При збільшенні тиску відбувається інтенсивне ущільнення матері­алу за рахунок заповнення порожнеч і еластична деформація частинок, яка сприяє більш стислій упаковці частинок. На цій стадії пресування із сипкого матеріалу утворюється компактне пористе тіло, що володіє достатньою механічною міцністю.

Після того як частинки будуть щільно стиснуті в точках контакту, спостерігають пластичну деформацію. На цій стадії при високих вели­чинах тиску, коли механічна міцність таблеток змінюється незначно, відбувається, можливо, об’ємне стиснення частинок і гранул порошку без збільшення контактних поверхонь.

Капілярно-колоїдна теорія

Згідно з теорією П. А. Ребіндера сили міжповерхневої взаємодії багато в чому визначаються характером твердих і наявністю рідких фаз. Міцність структурованих систем залежить від кількості води і її розташування У гідрофільних речовинах адсорбційна вода з товщи­ною плівки до 3 нм унаслідок наявності на поверхні частинок ненаси- ченош молекулярного силового поля є міцно зв’язаною. Вона не може вільно переміщатися і не забезпечує адгезії між частинками, але і не перешкоджає силам зчеплення. При збільшенні вологості утворюєть­ся товщий, але не такий міцний шар води, оскільки через нього діють ван-дер-ваальсові сили молекулярного тяжіння, в різній мірі ослаб лені відстанню. Прошарки води в місцях контакту відіграють також роль поверхнево-активного мастила і визначають рухливість частинок структури та її пластичність в цілому, під тиском. Чим тонший шар рідини, що обволікає тверді частинки, тим сильнішою виявляється дія молекулярних сил зчеплення.

Електростатична теорія зчеплення частинок. Капілярно-колоїдна теорія припускає також наявність молекулярних сил зчеплення, що ма­ють електричну природу і складаються з сумісної електростатичної вза­ємодії різнойменних зарядів і квантово-механічного ефекту тяжіння.

Енергія адгезії як одна із форм міжмолекулярної взаємодії особли­во виявляється за наявності полярних сполук. На поверхні частинок порошкоподібних лікарських речовин є активні кисневмісні групи, вільні радикали та інші функціональні групи, що мають певну силу взаємодії. Тому в процесі формування таблеток зчеплення частинок під дією ван-дер-ваальсових сил і величина адгезії будуть максимальними в тому випадку, якщо молекули дотичних поверхонь можуть вступити в максимальне число контактів.

Сучасна молекулярна фізика поділяє молекулярні сили на диспер­сійні, індукційні і електростатичні.

Зчеплення різних речовин з металом прсс-інструмента з погляду електростатичних сил обумовлене тим, що з наближенням електрично­го заряду до поверхні металу він поляризується, і утворене електричне поле приводить до міцного зчеплення. Звідси витікає, що полярні речо­вини дають особливо міцне зчеплення з металевими поверхнями.