2) дисперсной фазы равна плотности дисперсионной среды (+)
3) дисперсионной среды равна единице
4) дисперсной фазы больше плотности дисперсионной среды
Гравитационная устойчивость суспензии определяется прежде всего разностью плотностей дисперсной фазы и дисперсионной среды. Согласно закону Стокса, скорость оседания частиц прямо пропорциональна разности плотностей, квадрату радиуса частиц и ускорению свободного падения и обратно пропорциональна вязкости среды. При равенстве плотностей гравитационная движущая сила, вызывающая оседание или всплывание частиц, практически устраняется, поэтому суспензия становится более устойчивой к разделению фаз.
Равенство плотностей не означает полной физической стабильности системы: частицы могут агрегировать, укрупняться и оседать под влиянием броуновского движения, межчастичных взаимодействий или недостаточной вязкости среды. Поэтому в технологии суспензий дополнительно регулируют размер частиц, вязкость дисперсионной среды, смачиваемость и электрический заряд поверхности частиц; для облегчения повторного диспергирования часто формируют контролируемый рыхлый флокулят. Само по себе указание на плотность среды, равную единице, не имеет универсального значения, поскольку устойчивость определяется не абсолютной величиной плотности, а ее соотношением с плотностью дисперсной фазы.
| Соотношение плотностей или фактор | Основной механизм | Ожидаемое поведение системы | Технологическое значение |
|---|---|---|---|
| ρд.ф. > ρд.с. | Положительная разность плотностей создает направленное оседание частиц | Формирование осадка на дне | Необходимы уменьшение размера частиц, повышение вязкости или контролируемая флокуляция |
| ρд.ф. = ρд.с. | Гравитационная сила разделения фаз минимальна | Оседание или всплывание резко замедляется | Наиболее благоприятное соотношение для седиментационной устойчивости |
| ρд.ф. < ρд.с. | Возникает отрицательная разность плотностей | Частицы стремятся всплывать, возможен эффект креминга | Требуется стабилизация, препятствующая подъему частиц к поверхности |
| Уменьшение радиуса частиц | Скорость седиментации снижается пропорционально квадрату радиуса | Оседание становится более медленным | Измельчение повышает кинетическую устойчивость, но может усилить агрегацию |
| Повышение вязкости среды | Увеличивается сопротивление движению частиц | Снижается скорость оседания или всплывания | Используются структурообразователи и загустители в допустимой концентрации |
| Флокуляция частиц | Образуются рыхлые агрегаты с пористой структурой | Осадок формируется быстрее, но остается рыхлым и легко ресуспендируется | Предпочтительна контролируемая флокуляция без образования плотного трудноразбиваемого осадка |
Таким образом, равенство плотностей снижает или устраняет гравитационную причину разделения суспензии и является наиболее благоприятным условием ее устойчивости. На практике полного совпадения плотностей добиться удается не всегда, поэтому этот принцип сочетают с диспергированием, повышением вязкости и стабилизацией межфазной поверхности. Качество суспензии оценивают также по объему и плотности осадка, времени его образования и способности быстро восстанавливать однородность после встряхивания. Следовательно, плотность является важным, но не единственным критерием фармацевтической стабильности.