添加剂对氨基酸晶体生长的影响

氨基酸大多生长为针状或片状晶习,存在堆密度低、流动性差等问题,严重影响产品后加工处理过程。因此,实现氨基酸晶习的定向调控具有重要意义。添加剂对氨基酸晶习调控直接有效,广泛应用于工业生产中。本文主要从抑制和促进晶体生长两个角度,综述了添加剂对氨基酸晶体生长的作用机理。添加剂对晶体生长的抑制机理主要有两点：一是添加剂分子吸附到晶面上,阻碍溶质分子的扩散和聚集;二是添加剂分子嵌入晶格并占据生长位点。而添加剂促进晶体生长的机理为：添加剂加快了溶质分子在晶体表面的聚集速度、使晶体表面粗糙化和降低了溶剂层脱除能垒。最后,针对添加剂对氨基酸晶体生长影响的研究,从晶体工程的角度提出了通过分子模拟设计的添加剂定向控制氨基酸晶体生长,从而调控晶习的展望。     

过饱和度和温度对6-氨基青霉烷酸生长晶习的影响

对于6 氨基青霉烷酸(简称6APA)晶体在溶液中的生长,在不同物理化学环境下可得到不同的晶习,试验考察了过饱和度以及温度对6APA生长晶习的影响。通过测定6APA晶体结构,分析6APA晶体不同晶面的分子堆积,定性解释了过饱和度以及温度引起6APA生长晶习变化的原因,可为6APA生产工业放大提供了理论和试验依据。     

硫酸氢氯吡格雷球形结晶工艺及其生长机理

本文测定了硫酸氢氯吡格雷Ⅰ、Ⅱ晶型在仲丁醇中的溶解度,通过过程分析和优化,制备了纯Ⅰ晶型的硫酸氢氯吡格雷球形晶体。与非球形晶体比较,球形晶体在堆密度、流动性、粒度分布以及稳定性等方面均占优势。本文考察了不同温度、残留溶剂对硫酸氢氯吡格雷晶习与晶型的影响,研究了硫酸氢氯吡格雷球形结晶过程晶体的生长机理。     

预测HMX在溶液生长下的晶习

附着能模型预测环四亚甲基四硝胺(HMX)在真空中的生长晶习面为(0 1 1)、(1 1-1)、(1 0 0)、(1 0-2)和(0 2 0)。本文运用分子动力学模拟碳酸丙烯酯(PC)溶剂对环四亚甲基四硝胺(HMX)真空生长晶习的影响,并采用修正的附着能模型预测其在溶液中的生长晶习;利用冷却结晶法析出环四亚甲基四硝胺晶体,并用光学显微镜表征晶习,将实验得到的晶习与预测的晶习进行比较,发现理论预测和实际生长习性吻合的非常好。     

生物柴油酯晶晶习模拟

选择硬脂酸甲酯为生物柴油酯晶的模型化合物,使用Materials Studio软件,选择BFDH模型、AE模型对生物柴油酯晶晶体形态进行模拟。两种模型得到的理论晶体结构,沿长轴方向生长速度最慢,形成最大显露面,与长轴近似垂直的晶面方向生长速度快,最终显露面积较小。晶习最终均呈六面体薄片状晶体,最大显露面为{0 0 2}面。AE模型考虑晶面附着能,所得晶习层间距更小晶体更薄,更符合实际情况。     

溶剂对对苯二酚晶体晶习的影响

采用冷却结晶方法,考察了水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇等溶剂对对苯二酚晶习的影响,并通过扫描电镜、差热扫描分析、X射线衍射等手段对对苯二酚晶体进行了分析表征.结果表明,溶剂性质显著影响对苯二酚晶体的晶习,随着溶剂介电常数的减小,晶体的长径比变小.在利用分子模拟软件Cerius²预测对苯二酚晶体晶习的基础上,初步揭示了溶剂影响对苯二酚晶体晶习的机理.     

CL-20结晶形貌的预测

为研究六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)在真空和溶剂中的晶体形貌和生成机理,基于CL-20的晶胞参数和主要生长面,分别构建了CL-20晶体模型以及晶面和水、甲醇分子的六种吸附模型,用分子动力学模拟计算出溶剂分子与各晶面的吸附能,并据此修正各晶面的附着能,用附着能法对CL-20在真空、水和甲醇中的结晶形貌进行了预测,并与实验结果进行了对比。结果表明,真空中生长基元在晶面的极化程度越高,该面生长越快,且外形为长四棱柱;水和甲醇均会抑制各面的生长,且但程度不同,致使CL-20在水中结晶成扁平的六面体,在甲醇中为四棱柱。     

β-蒿甲醚的多晶型、晶体结构解析与晶习研究

考察了不同结晶方式及条件对蒿甲醚晶型的影响,通过X射线单晶衍射和X射线粉末衍射表征,结合分子动力学模拟,利用直接空间解析方法,对所确定的β-蒿甲醚两种多晶型进行了结构分析。通过热分析考察了两种晶型的热稳定性,采用BFDH模型和AE模型,对β-蒿甲醚A晶型的理论晶习进行了模拟预测。结果表明,β-蒿甲醚两种多晶型的晶胞结构分别为单斜晶系、P21空间群和三斜晶系、P-1空间群,温度会导致β-蒿甲醚多晶型之间的可逆转变,通过模拟获得的A晶型理论晶习与实际生长情况相近。     

初始过饱和度对谷氨酸结晶的影响研究

以谷氨酸一钠(MSG)水溶液模拟发酵液,采用pH-shift模式研究溶液初始过饱和度对谷氨酸结晶的影响。结果表明:过饱和度同时影响谷氨酸结晶的晶习和粒度分布。当过饱和度S≤7.15时,谷氨酸主要以α型晶习析出,粒径呈对数对称分布。随着过饱和度增大,β型结晶比例增大,中位径趋小且粒度分布范围变宽。当S≥14.17以后,晶体全部是β型晶习,晶体粒度分布分散且无规律。根据经典成核理论计算了不同过饱和度/MSG浓度时两种谷氨酸晶习的成核速率,证明两种晶习的成核速率均随过饱和度增加而加快,相同过饱和度时α型晶习成核速率大于β型,而相同MSG浓度时β型成核速率大于α型。研究认为,结晶成核速率随过饱和度增大而加快是影响谷氨酸结晶粒度分布的主要原因,而晶体晶习主要取决于α、β型两种晶核的竞争性成核速率的差值。基于已有研究报道及实验结果,提出了α和β型谷氨酸晶体的C-pH相图模型,解释了过饱和度影响谷氨酸结晶晶习的规律。     

球形和片状氯化钠晶习调控研究

晶习会影响晶体的流动性、堆密度等多种性质,目前氯化钠主要以立方晶习存在,导致其在包装和运输等过程中极易结块。为了解决立方氯化钠的结块问题,开发了多品种食用盐,研究了减压蒸发结晶实验中的多个操作条件对氯化钠晶习的影响,探索了立方氯化钠在甲醇-水混合溶剂中的晶习变化,并研究了小规模液体蒸发对于氯化钠晶体生长的影响。结果表明：在减压蒸发结晶实验中,使用优化的工艺条件能够得到球形化较好的氯化钠球形晶体;当用甲醇质量分数为0.5左右的甲醇-水混合溶剂溶解立方形氯化钠晶体时,可获得球形晶习;而通过使用小规模液体蒸发的方法可以得到粒度较大的片状晶体。     

氯唑西林钠的溶解度和晶习分析研究

为了解决氯唑西林钠晶习不完整导致产品质量不合格的问题,并为优化结晶工艺提供基础数据,采用动态法测定了氯唑西林钠在无水乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮溶剂体系中的溶解度,并分别考察了不同溶剂体系对氯唑西林钠晶习的影响,对不同晶习的产品进行了X射线粉末衍射(XRD)和热重分析(TG-DTA)。结果表明:在上述4种纯溶剂体系中,氯唑西林钠的溶解度均随温度的升高而增大,溶解度数据用Apelblat热力学方程拟合结果良好。在不同溶剂体系中得到的氯唑西林钠的最优晶习为片状晶习,不同晶习的氯唑西林钠晶体为同一晶型,脱水温度为163℃。     

L-异亮氨酸对L-丙氨酸晶体生长速率的影响

结合实验和分子模拟研究了L-异亮氨酸对L-丙氨酸晶体主要晶面生长速率的影响。实验发现随着溶液中L-异亮氨酸浓度的增加,L-丙氨酸(120)面(轴面)的生长速率显著降低,而(011)面(端面)的生长速率增加,导致L-丙氨酸晶体的长径比增大。分子模拟的结果表明,L-异亮氨酸容易占据L-丙氨酸(120)晶面的台阶位从而阻碍(120)晶面的生长;但其不仅不容易吸附于(011)晶面的台阶位,反而会促进溶质分子在溶剂化界面的扩散,从而提高(011)晶面的生长速率。分子模拟的结果较好地解释了实验中L-异亮氨酸对L-丙氨酸不同晶面具有不同作用效果的现象。     

吡拉西坦合成方法及晶型的控制研究

通过改进吡拉西坦的生产合成工艺,控制晶型,实现粒度料可控生产。选用高纯度的中间体反应物浓度,优选溶媒及配比,最终确定在异丙醇溶媒条件下,得到吡拉西坦成品。结果表明:成品经晶型结构确认,符合热力学最稳定的晶型Ⅲ,有效控制物料粒度(700~800)μm在95%以上,改进后的工艺产品纯度达到98%,晶型可控,粒度可控。     

纳米晶体材料疲劳裂纹扩展研究

纳米晶体材料独特的微观结构和变形机制,使得其裂纹的萌生和扩展有别于其它粗晶材料,本文对一型裂纹的生长建立了理论模型,该模型描述了裂纹的萌生于扩展并且讨论了晶粒尺寸和轴向偏差角对纳米晶体材料表面的疲劳裂纹扩展的影响。该模型结果表明,随着晶粒尺寸和轴向偏差角的增大,裂纹生长速度也伴随着增大,与实验结果相符。     

硫酸镍间歇结晶过程的工艺优化

文章采用聚焦光束反射测量仪(FBRM)研究了硫酸镍间歇结晶过程晶体的成核和生长规律,考察了搅拌桨形式、降温方式、搅拌速率、晶种添加量和晶种粒度对结晶过程中结晶动力学的影响。结晶工艺条件优化后,得到了粒径大、晶型好、分布均匀的晶体产品,为硫酸镍间歇结晶过程的工艺优化和工业放大提供了依据。     

青霉素亚砜结晶生长与成核动力学

利用Mydlarz 和 Jones 模型（MJ2）,对乙酸丁酯中青霉素亚砜的成核与生长动力学进行研究。通过矩量法对MJ2模型进行处理后,利用晶体产品的粒度分布计算得到青霉素亚砜的生长速率与成核速率,然后利用最小二乘法拟合回归求解出成核与生长动力学方程参数。通过实验设计考察了过饱和度、温度与搅拌速度对青霉素亚砜晶体成核和生长过程的影响。研究表明青霉素亚砜晶体生长速率随过饱和度比的增加呈现指数型增长,确定青霉素亚砜晶体生长属于晶体表面生长控制过程。由于高速搅拌会增加青霉素亚砜晶体的破碎,促进了二次成核过程,随着搅拌速度的增加,晶体生长速率出现小幅下滑,而成核速率则明显升高。青霉素亚砜成核与生长动力学研究将有助于工业生产过程优化。     

起爆药结晶过程中晶型控制剂的选择与使用

依据结晶过程基本原理,对影响起爆药结晶过程的因素分别进行了讨论,提出了采用晶型控制剂来控制晶体外形和生长过程的方法,为从微观分子水平认识起爆药和扩展起爆药产品种类提供了-些帮助.     

氯化钾间歇冷却结晶生长规律及粒度控制实验研究

采用聚焦光束反射测量技术（FBRM）考察了氯化钾（KCl）间歇冷却结晶过程中晶体成核和生长规律,重点研究了降温速率对KCl水溶液冷却时产生过饱和度的影响,以及添加晶种的相关条件（如晶种粒径和添加量等因素）与KCl晶体产品粒度的关系。同时,采用直接冷却刺激起晶产生“晶种”,并控制其生长达到控制晶体产品粒度的目的。结果表明,在添加晶种条件下,程序降温过程产生的低过饱和度不易引起爆发成核,且晶种的添加量决定着晶体产品的平均粒度与理想生长模型的偏差。另外,降温速率是冷却刺激起晶产生“晶种”粒径的关键因素。     

环己烷甲酸晶体结构及生长动力学

通过熔融结晶得到高质量环己烷甲酸单晶,并首次报道采用X射线单晶衍射解析所得CCA单晶结构。环己烷甲酸晶体为单斜晶系,空间群为P2₁/c,晶胞参数为a=1.19113 nm,b=1.07421 nm,c=1.10733 nm,β=94.72°,同时利用Material Studio软件预测其晶习。利用DSC测定不同降温速率下的出晶温度与诱导期。通过热台显微镜对环己烷甲酸晶体生长进行了在线观测,对不同温度下的生长速率进行了研究,发现主要显露晶面的生长速率与过冷度为指数关系。     

溶剂对维生素C单晶生长动力学的影响

引　言当过饱和溶液中产生晶核或加入晶种时 ,溶质分子在过饱和度的推动下使晶核或晶种长大的过程就是晶体生长 .晶体生长动力学决定了晶体产品的形态及其物理性质 ,是结晶过程设计、优化和操作的基础 ,在结晶过程研究中占有重要地位[1,2 ] .晶体生长的外部条件例如过饱和度、温度、溶剂等都直接影响到晶面吸附情况的变化、晶体比表面自由焓 ,从而影响晶面的生长速度[3,4 ] .单晶研究是借助于显微镜、照相机、衍射仪等观察手段测定单晶各方向的尺寸随时间的变化 ,确定晶体生长动力学的方法[5] .作者曾采用间歇动态法实验测试维生素C在水 乙…