在ASTM F2347-03標(biāo)準(zhǔn)指南中,明確了透明質(zhì)酸鈉的流變學(xué)測(cè)試項(xiàng)目,包含剪切黏度曲線和彈性掃描。
一、水溶液的剪切黏度
這里測(cè)試的黏度也叫動(dòng)力粘度,建議采用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)或者旋轉(zhuǎn)流變儀進(jìn)行測(cè)量。剪切黏度的意義在于進(jìn)行可控的質(zhì)量控制,并且可以模擬在組織注射或者填充的時(shí)候的實(shí)際工況。測(cè)試的時(shí)候,需要考慮的因素如下:
1.1 溫度
溫度是一個(gè)非常重要的參數(shù),幾乎所有的透明質(zhì)酸鈉溶液溫度升高黏度都變低。想要良好的重復(fù)性,溫度的控制至關(guān)重要??梢赃x擇溫度控制穩(wěn)定性更好的液體循環(huán)溫度裝置。當(dāng)然,由于技術(shù)的進(jìn)步,半導(dǎo)體溫度控制也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。但是價(jià)格會(huì)略微貴一些。
建議溫度的設(shè)置在20C,25C,37C比較理想,透明質(zhì)酸鈉的水溶液建議濃度0.1%即可。
1.2 離子強(qiáng)度
透明質(zhì)酸鈉的黏度對(duì)于離子強(qiáng)度很敏感。在測(cè)試的時(shí)候需要確保穩(wěn)定的離子強(qiáng)度,通常需要在已知濃度的離子溶液中進(jìn)行檢測(cè)。建議采用氯化鈉溶液0.15M濃度,或者采用去離子水。
1.3 剪切速率
確保了溫度穩(wěn)定一致,離子強(qiáng)度一致,然后就可以選擇合適的剪切速率條件開始測(cè)試。透明質(zhì)酸鈉溶液是一個(gè)典型的非牛頓流體,剪切變稀。如果預(yù)算或者條件許可,一定要選擇一款合適的流變儀來測(cè)試,這樣數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性更好。
建議測(cè)試的方法:恒溫25C,做一個(gè)速率掃描,從0.001S-1~1000S-1。采用Rheowin軟件程序如下:
測(cè)試的結(jié)果如下圖例所示。
二、彈性掃描-頻率掃描
有時(shí)候測(cè)試剪切黏度不能很好的表達(dá)一致性評(píng)價(jià),可以采用測(cè)試粘彈性,儲(chǔ)能模量和損耗模量來表征透明質(zhì)酸鈉的黏性。
從實(shí)際測(cè)試的結(jié)果來看,頻率掃描可以提供更加穩(wěn)定的測(cè)試結(jié)果。但是這對(duì)于測(cè)試的設(shè)備是有挑戰(zhàn)的,對(duì)于流變儀的軸承來說,至少需要一臺(tái)空氣軸承的流變儀。當(dāng)然,價(jià)格就會(huì)上去。
建議的測(cè)試方法:100HZ~0.1HZ, 形變參數(shù)或者應(yīng)力參數(shù)取決于LVR區(qū)間,溫度25C;采用Rheowin軟件程序如下:
測(cè)試的結(jié)果如下圖例所示。
三、如何選擇一款適合于透明質(zhì)酸鈉流變學(xué)測(cè)試的流變儀
3.1 測(cè)試軸承的硬件組成
需要實(shí)現(xiàn)低剪切速率0.001S-1以及100HZ~0.1HZ,這些測(cè)試要求就決定了這臺(tái)設(shè)備的必要組成;就是空氣軸承選擇。在這個(gè)測(cè)試精度的要求下,機(jī)械或者滾珠軸承不在考慮之列。靈敏度不夠,就是把人累死,也得不到穩(wěn)定的,重復(fù)性高的測(cè)試結(jié)果。
3.2 溫度控制單元
建議選擇液體循環(huán)器控制單元或者半導(dǎo)體控制單元都可以。在20~37C的溫度范圍內(nèi),兩者都可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的溫度控制。
3.3 測(cè)試夾具選擇
建議選擇椎板轉(zhuǎn)子,因?yàn)闇y(cè)試恒溫測(cè)試,所以椎板的精度更好。如果考慮升溫做凝膠測(cè)試,建議選擇平板轉(zhuǎn)子。
四、哈克流變儀,大家之選。
可以選擇MARS IQ Air或者M(jìn)ARS 40兩個(gè)設(shè)備型號(hào)。前者性價(jià)比較高,后者靈敏度更高,測(cè)試起來更加游刃有余。
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