醫(yī)用水凝膠的流變學(xué)表征

      在水凝膠研究領(lǐng)域中，以透明質(zhì)酸鈉為基體的醫(yī)用水凝膠發(fā)展迅速，此類水凝膠表面光滑，具有良好的生物特性，可以被應(yīng)用為外科手術(shù)敷料，眼科敷料，凝膠眼藥水等多個方面。

       在研發(fā)和質(zhì)控中，醫(yī)用水凝膠的流變學(xué)性能是非常重要的因素，并且對其粘度和粘彈性的表征已經(jīng)有初步測試標準。剪切粘度：在 25± 2℃下，采用流變儀在剪切速率從0.001s-1-1000s-1 下進行蠕動掃描，在 0.01s-1 剪切速率下，眼科用透明質(zhì)酸鈉凝膠剪切粘度應(yīng)不小于 200000mPa.s, 關(guān)節(jié)腔注射用透明質(zhì)酸鈉凝膠剪切粘度應(yīng)不低于20000mPa.s。

       彈性：在25± 2℃下，采用流變儀在剪切速率0.01Hz-100Hz下進行頻率掃描，以粘性模量 G" 和彈性模量 G'log 值與頻率 log 值繪制坐標圖。眼科用透明質(zhì)酸鈉凝膠在 G'= G" 時，剪切頻率應(yīng)小于 0.5Hz，關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射用透明質(zhì)酸鈉凝膠在 G'= G" 時，剪切頻率應(yīng)小于 1.0Hz。

示例一 粘度測試

示例二 粘彈性測試

       哈克旋轉(zhuǎn)流變儀可以向客戶提供符合測試標準的完全解決方案。并且在國內(nèi)擁有多個在此領(lǐng)域中l(wèi)ing先的參考客戶，如福瑞達，博士倫，山東YL器械研究所，其勝生物制劑，河南宇宙人工晶體狀研制有限公司等。

推薦配置：
哈克旋轉(zhuǎn)流變儀主機： MARS40/60
溫控單元： 帕爾貼
35mm 平行板或者 35mm2°錐平板

膠黏劑種類非常多，按照特性分類一般有熱熔膠、環(huán)氧膠，電子膠、UV 固化膠、聚氨酯膠、硅膠等。膠黏劑的流變學(xué)性能一直是影響其配方，工藝及使用性能的一個重要因素。膠黏劑的流變學(xué)性能研究主要有以下幾個方面。

? 基本流動性能，流動曲線和粘度曲線

  ? 屈服應(yīng)力

  ? 觸變性

  ? 固化過程研究，包括熱固化和紫外固化

  ? 熱機械性能，包括確定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，損耗因子等在上述膠黏劑流變學(xué)性能表征中，哈克流變儀配備豐富的測量單元可以向用戶提供完整的解決方案，從宏觀性能到微觀信息。

示例一 基本流動性能

判斷樣品流動能力及粘度隨剪切作用的變化趨勢和速度

示例二 屈服應(yīng)力

征樣品在某些條件下的彈性行為和流動能力

示例三 觸變性

是膠黏劑的一個很重要的特性，一般的理解是與時間相關(guān)的行為，可以考察膠黏劑在使用過程中的流平與垂掛性能。左圖觸變環(huán)實驗表明樣品觸變性的大小，右圖三段式模擬樣品靜止 - 破壞 - 靜止整個過程的粘度變化，反應(yīng)其流平和垂掛性能。

示例四 固化過程監(jiān)測

流變儀可以通過測試樣品粘彈性模量的變化全程監(jiān)測膠黏劑樣品的固化過程，包括熱固化和紫外固化，再配個哈克流變儀ZL的流變 - 紅外聯(lián)用模塊，更可深入研究固化過程中樣品分子層面的變化，監(jiān)控反應(yīng)動力學(xué)，反應(yīng)度。

膠黏劑的熱固化過程

哈克紫外固化單元

膠黏劑紫外固化（不同照射強度）

HAAKE MRAS流變儀配備流變-紅外聯(lián)用模塊

膠黏劑在紫外光照射之前，照射以及照射完畢后整個固化過程中流變，紅外數(shù)據(jù)的變化

示例五 熱機械性能

也是表征膠黏劑使用性能的重要參數(shù)，通過測量樣品粘彈性隨溫度的變化，可以進行詳細準確的表征，并可以計算其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

熱熔膠的熱機械性能及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度

推薦配置：

哈克流變儀主機：MARS40/60，Viscoterster iQ Air， Viscotester iQ

溫控單元：帕爾貼，電加熱

測量轉(zhuǎn)子：平行板，錐平板，一次性轉(zhuǎn)子

特殊附件：紫外固化單元，流變 - 紅外聯(lián)用單元

在傳統(tǒng) CaBER  試驗中，往往使用激光測微尺，對上下兩板之間形成的（圓柱形）流體細絲，進行由表面張力誘導(dǎo)的細化（隨時間變化）測量，然后使用測得數(shù)據(jù)算出拉伸粘度數(shù)據(jù)。
為分析更多樣品的實際細絲形狀，并測量其拉伸性能，現(xiàn)在可在  Thermo  Scientific  HAAKE CaBER 1 拉伸流變儀上裝配高速攝像頭。高速攝像頭具有遠心物鏡和遠心背光系統(tǒng)，可拍攝流體隨時間變化形成細絲的過程。

 
隨后，這些圖像可用于后續(xù)圖像和輪廓分析，以：
?分析非圓柱形細絲
?確定表觀拉伸屈服應(yīng)力
?研究流體誘發(fā)相位分離
?測量粘度極低的樣品

 
為對應(yīng)流體細絲的位置定位攝像頭，開發(fā)了一種底座，底座上可裝配攝像頭和HAAKE CaBER 1，還配有攝像頭用 X-Y-Z定位臺。
為將背光系統(tǒng)安裝到 HAAKE CaBER 1 上，開發(fā)了改良型換熱器（配有背光系統(tǒng)用支架）。
為在規(guī)定溫度范圍（5℃～90℃）內(nèi)測量，開發(fā)了新型溫控箱，該溫控箱可加裝到在售的任意一款 HAAKE CaBER 1 中。溫控箱專用于與水浴循環(huán)器共同使用；配外部接頭，便于將溶劑注入溶劑阱，防止樣品蒸發(fā)，還便于使用氮氣沖洗箱體。
適用于 HAAKE CaBER 1 流變儀的新型高速成像系統(tǒng)和新型溫控箱均由德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）應(yīng)用力學(xué)（AME）研究組研發(fā)。
 
訂購信息
603-1025 改良型換熱器，配有適用于遠心照明的支架。（對于現(xiàn)有 HAAKE CaBER 1，也需要 603-1026。）不含遠心照明。推薦型號：Vision & Control TZB30-B/VC（照明面積 ? 30 mm）或同級型號。
603-1026 僅適用于現(xiàn)有 HAAKE CaBER 1：將換 熱 器 更 換 為 改 良 型 換 熱 器603-1025 時，需再次校準。（不含603-1025）
603-1027 配 X-Y-Z 定位臺的底座，用于安裝高速攝像頭和 HAAKE CaBER 1。不含攝像頭和透鏡。攝像頭型號取決于個體需求，例如：Fastcam MiniUX100，Modell 800K / M1（高端型號），Optronics CR600x2 或 ImagingSolutions Motion Traveller 系列（基本型號）。
603-1028 溫控箱，用于控制流體溫度。不含循環(huán)器。
 
參考文獻
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[3] D. Sachsenheimer, B. Hochstein, H.Buggisch,N. Willenbacher (2012) Determination of axial forces during the capillary breakup of liquid filaments –the tilted CaBER method. Rheol. Acta 51, 909-923
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[6] K. Niedzwiedz, O. Arnolds, N. Willenbacher,R. Brummer (2009) Capillary Breakup Extensional Rheometry of Yield Stress Fluids.Appl. Rheol. 19(1), 41969

TRACKER自動多功能界面流變儀通過對液滴或氣泡的輪廓進行數(shù)值分析來確定兩種不相溶流體之間的動態(tài)表面/界面張力，表征兩種不相溶液體之間的界面特性。

TRACKER界面流變儀能夠提供全方位的測量：

-上懸滴的氣泡或液滴          -表面張力（液體/液體）

-下懸滴的氣泡或液滴          -界面張力（液體/液體）

-躺滴                                  -接觸角（液體/固體）

-俘泡法的滴或泡                 -動態(tài)接觸角

-溫度                                  -界面膨脹流變學(xué)

-壓力                                  -粘彈性模量

                                          -剛性系數(shù)

                                         -臨界膠束濃度(CMC)

強大的圖像分析軟件：

TRACKER?軟件使用算法分析液滴的輪廓，并將其與基于Young-Laplace方程的模型進行擬合，以確定表面張力、 界面張力或接觸角。

TRACKER?軟件通過在特定的頻率和振幅下控制液滴體積或面積的變化，來研究界面的流變特性。

智能模塊化設(shè)計：

-相交換選項

-高頻振蕩的壓電選項

-壓力傳感器測量氣泡中的拉普拉斯壓力選項

-自動臨界膠束濃度CMC測定選項

-高溫高壓腔選項 200°C/200bar

應(yīng)用廣泛：

原油：乳液穩(wěn)定性、表面活性劑對EOR 的影響、油/巖石/液相之間的動態(tài)接觸角

化妝品：泡沫/乳液穩(wěn)定性、配方、動態(tài)接觸角

藥物：包封性、氣體溶解性、乳液穩(wěn)定性

食品：食品泡沫特性、冷凍乳液（冰淇淋）的穩(wěn)定性、蛋白質(zhì)、糖或酒精對氣泡大小的影響

燃料和瀝青：潤濕性、乳化性能、動態(tài)接觸角

潤滑劑：潤滑劑/材料之間的接觸角，表面活性劑對潤濕性的影響

流變儀多少錢？這是許多工程技術(shù)人員和科研人員在購買流變儀時首先會關(guān)注的問題。流變儀作為一種用于測量材料流變性質(zhì)的高端儀器，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、材料、食品、制藥等行業(yè)。不同型號和配置的流變儀，其價格差異較大，因此了解流變儀的價格區(qū)間，能夠幫助用戶根據(jù)自己的需求選擇合適的設(shè)備。本文將從流變儀的基本構(gòu)造、市場價格因素及購買建議等方面進行分析，為有意購置流變儀的朋友提供參考。

流變儀價格的影響因素

流變儀的價格通常受多個因素的影響，包括其品牌、功能、精度、測量范圍、附加設(shè)備等。品牌是影響價格的一個重要因素，國際知名品牌的流變儀往往具備更高的測量精度、更完善的售后服務(wù)，因此價格也相對較高。流變儀的功能配置也是價格的關(guān)鍵因素。一些基礎(chǔ)型號的流變儀僅能進行常規(guī)的粘度測量，而高端型號則能夠進行更為復(fù)雜的流變分析，如動態(tài)剪切流變、應(yīng)力-應(yīng)變分析等。功能越強大，價格自然也會相應(yīng)上升。

流變儀的測量范圍也是一個不可忽視的價格因素。一些高端流變儀能夠適應(yīng)更廣泛的溫度、壓力條件，并能處理更大范圍的流體樣本，這使得其價格較為昂貴。而一些基礎(chǔ)款的流變儀則適合一般實驗室使用，測量范圍較窄，價格相對較為親民。

市場上的流變儀價格區(qū)間

根據(jù)市場調(diào)查，流變儀的價格大致可以分為幾個區(qū)間。入門級的流變儀通常價格在幾千元到幾萬元之間，適用于基本的粘度測試和簡單的流變性質(zhì)分析。中高端流變儀的價格一般在幾萬元到十幾萬元之間，這些儀器通常具備更高的精度和多功能的測量能力，適合科研實驗室及工業(yè)應(yīng)用。對于一些超高端流變儀，價格甚至可以達到幾十萬元，主要應(yīng)用于對流變學(xué)要求非常高的特殊行業(yè)，如高分子材料、制藥等領(lǐng)域。

如何選擇合適的流變儀

選擇流變儀時，首先要明確自己的需求。若只是進行簡單的粘度測試，價格較為便宜的入門級流變儀就足夠使用；而若需要進行更精細的流變測試，或者要處理復(fù)雜的流體樣本，可能需要選擇高端型號。在預(yù)算方面，除了考慮儀器本身的價格外，還要關(guān)注維護成本、校準費用等后續(xù)支出。

選擇合適的品牌和供應(yīng)商也非常重要。知名品牌通常提供更為完善的售后服務(wù)和技術(shù)支持，能夠保障設(shè)備長期穩(wěn)定運行。對于一些小品牌或不太知名的品牌，雖然初期購買價格較低，但其設(shè)備的穩(wěn)定性和售后服務(wù)可能會存在一定風(fēng)險。

流變儀是研究物質(zhì)流變性質(zhì)的重要工具，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、食品、制藥等行業(yè)，用以測量物質(zhì)在不同條件下的流動與變形特性。通過流變儀，我們能夠獲得關(guān)于物質(zhì)粘度、彈性、塑性等特性的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于產(chǎn)品的質(zhì)量控制、配方優(yōu)化以及工藝設(shè)計至關(guān)重要。本篇文章將詳細解析如何正確解讀流變儀提供的數(shù)據(jù)，并幫助您在實際應(yīng)用中更好地理解其意義和影響。

一、流變儀的基本原理和常見測試類型

流變儀通常通過施加剪切應(yīng)力或剪切速率，來測量物質(zhì)在受力時的反應(yīng)。常見的流變測試包括恒速剪切、恒應(yīng)力剪切、振蕩測試等。每種測試類型能夠揭示不同的物理性質(zhì)，比如粘度、屈服應(yīng)力、流動行為等。因此，準確解讀流變儀的數(shù)據(jù)，首先要了解不同測試方法的適用場景以及它們所揭示的物質(zhì)特性。

二、常見流變儀數(shù)據(jù)的解讀

1. 屈服應(yīng)力（Yield Stress） 屈服應(yīng)力指的是物質(zhì)開始流動前所需要克服的小應(yīng)力。它是固態(tài)和流態(tài)之間的分界線。在某些工業(yè)應(yīng)用中，屈服應(yīng)力的大小至關(guān)重要。例如，泥漿、涂料等物質(zhì)的屈服應(yīng)力通常用于判斷其易加工性和涂布性能。通過測量屈服應(yīng)力，流變儀可以幫助工程師優(yōu)化生產(chǎn)工藝和配方。
2. 彈性和粘彈性行為 通過振蕩測試，流變儀可以測量物質(zhì)的彈性模量（G’）和粘彈性模量（G”）。彈性模量反映物質(zhì)儲存的能量，而粘彈性模量則反映耗散的能量。兩者的比值（稱為損耗因子）可以幫助分析物質(zhì)的流動行為。對于許多復(fù)雜的多相體系，理解彈性與粘性成分的比例至關(guān)重要。
3. 流動曲線（Flow Curve） 流動曲線是流變分析中為基礎(chǔ)的圖表之一，通常表示剪切應(yīng)力與剪切速率之間的關(guān)系。通過流動曲線，我們可以看到物質(zhì)在不同剪切速率下的流動行為，例如是否為牛頓流體或非牛頓流體，以及物質(zhì)是否具有顯著的剪切變稀或增稠特性。流動曲線的形態(tài)能幫助工程師評估材料在實際應(yīng)用中的加工性能。

三、流變數(shù)據(jù)的實際應(yīng)用

在實際工業(yè)應(yīng)用中，流變數(shù)據(jù)的解讀對于工藝優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量控制至關(guān)重要。例如，在食品工業(yè)中，流變儀可以幫助分析醬料、果泥等的流動性，從而優(yōu)化生產(chǎn)流程并確保終產(chǎn)品的穩(wěn)定性。在制藥行業(yè)，流變分析有助于優(yōu)化藥品的配方和制劑工藝，確保藥品的劑型穩(wěn)定性和生物利用度。

流變儀怎么脫機

流變儀作為一種用于測量物質(zhì)流變性能的重要儀器，在實驗室和工業(yè)應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用。某些情況下，操作人員需要將流變儀從實驗環(huán)境中脫機，進行維護、校準或者是進行其他操作。本文將詳細講解流變儀如何脫機，介紹具體步驟以及注意事項，以幫助操作人員確保設(shè)備的安全與穩(wěn)定運行。

流變儀脫機的基本步驟可以分為幾個關(guān)鍵階段。脫機前需要確保流變儀的所有實驗操作已經(jīng)完成，并且樣品已經(jīng)被妥善處理，避免實驗數(shù)據(jù)的丟失。在脫機的過程中，操作人員需要按照設(shè)備的操作手冊進行規(guī)范操作，逐步斷開各個連接部分，以保證不會造成設(shè)備損壞或測量誤差。以下是具體的脫機流程：

1. 停止實驗并關(guān)閉設(shè)備

在進行脫機操作之前，首先要確保流變儀處于空閑狀態(tài)，所有的實驗已完成并且相關(guān)數(shù)據(jù)已保存。關(guān)閉設(shè)備的電源，確保儀器的各個部分不再處于運行狀態(tài)。

2. 斷開連接

在流變儀設(shè)備上，通常會有多個連接部分，如傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。脫機時，必須小心謹慎地逐一斷開這些連接，以避免發(fā)生意外。特別是在涉及到高精度測量的流變儀器時，操作不當(dāng)可能會影響儀器的測量精度。

3. 清潔和維護

脫機過程中是進行設(shè)備清潔與維護的佳時機。操作人員應(yīng)根據(jù)儀器類型，使用專用的清潔工具和溶劑，清理流變儀的各個部分，包括樣品室、傳感器等。維護步驟包括檢查儀器的各個部件，確保沒有磨損或者故障，并對需要更換的部件進行修理或更換。

4. 校準和檢驗

流變儀脫機后的校準非常重要，尤其是對于要求高精度的儀器。操作人員應(yīng)按照設(shè)備手冊的指導(dǎo)，定期進行校準，確保測量結(jié)果的準確性。校準過程中需要使用標準樣品和校準設(shè)備，確保流變儀各項參數(shù)的準確性。

5. 再次連接與測試

脫機維護完成后，流變儀需要重新連接各個部分，并進行測試，確保設(shè)備能夠正常工作。測試的過程中，可以通過輸入已知樣品數(shù)據(jù)，觀察儀器的反應(yīng)是否符合預(yù)期。如果一切正常，設(shè)備可以重新投入到實驗使用中。

結(jié)論

流變儀的脫機操作涉及到設(shè)備的斷電、連接斷開、清潔、維護、校準等多個環(huán)節(jié)。每一個環(huán)節(jié)都需要操作人員根據(jù)設(shè)備手冊嚴格操作，以確保儀器在脫機后能夠恢復(fù)正常運行，同時避免影響儀器的精度和使用壽命。因此，脫機操作不僅僅是簡單的關(guān)閉設(shè)備，而是一個系統(tǒng)的、需要專業(yè)知識和技能的操作過程。

流變儀怎么調(diào)節(jié)

流變儀作為測試材料流動性和粘度的重要儀器，在工業(yè)和科研領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用。對于確保測試結(jié)果的準確性和可靠性，流變儀的調(diào)節(jié)非常關(guān)鍵。正確的調(diào)節(jié)不僅能提高實驗效率，還能避免因儀器設(shè)定不當(dāng)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)誤差。本文將詳細介紹流變儀的調(diào)節(jié)方法，包括設(shè)備的準備、調(diào)整流程和常見問題的解決方案，幫助用戶更好地掌握流變儀的使用技巧，確保實驗結(jié)果的性和重復(fù)性。

流變儀的基本調(diào)節(jié)步驟

1. 設(shè)備預(yù)熱與檢查 在調(diào)節(jié)流變儀之前，首先應(yīng)確保設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。啟動流變儀并進行預(yù)熱，通常需要讓設(shè)備運行一段時間，以確保溫度穩(wěn)定。檢查設(shè)備的傳感器、旋轉(zhuǎn)部件及顯示屏是否完好，確保無損壞或松動。

2. 校準與設(shè)置 校準是流變儀調(diào)節(jié)中的關(guān)鍵步驟。使用標準流體或已知粘度的樣品進行校準。根據(jù)設(shè)備手冊的指引，選擇合適的校準程序，調(diào)整流變儀的零點和靈敏度。不同型號的流變儀可能有不同的校準方式，需要參照具體型號進行設(shè)置。

3. 選擇合適的轉(zhuǎn)子和剪切速率 流變儀常見的調(diào)節(jié)項之一是選擇合適的轉(zhuǎn)子類型和剪切速率。根據(jù)待測樣品的物理特性，選擇適宜的轉(zhuǎn)子，并設(shè)置合適的剪切速率。較高的剪切速率適用于低粘度流體，較低的剪切速率則適用于高粘度材料。確保轉(zhuǎn)子的安裝位置準確，避免因安裝不當(dāng)造成測量誤差。

4. 溫度控制與調(diào)整 溫度對于流變學(xué)測試結(jié)果有著重要影響，特別是在測試涉及熱敏性物質(zhì)時。通過溫控系統(tǒng)調(diào)節(jié)流變儀的溫度，使其達到樣品所需的測試溫度。在調(diào)節(jié)溫度時，需考慮樣品的熱穩(wěn)定性和流變性質(zhì)，避免因溫度波動過大導(dǎo)致測試不準確。

常見問題與解決方案

1. 測試數(shù)據(jù)不穩(wěn)定 如果測試過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)波動較大，首先檢查流變儀的轉(zhuǎn)子是否安裝穩(wěn)固。如果轉(zhuǎn)子松動或不平衡，將影響測試結(jié)果的準確性。確認樣品是否均勻，并排除外界環(huán)境因素的干擾。

2. 溫度過高或過低 在調(diào)節(jié)溫度時，若發(fā)現(xiàn)溫度控制不穩(wěn)定，應(yīng)檢查溫控系統(tǒng)是否正常工作。可以通過校準溫控傳感器，確保設(shè)備控制溫度。

3. 樣品粘度異常 如果樣品的粘度變化異常，除了檢查流變儀的設(shè)置外，還需考慮樣品本身的性質(zhì)。某些物質(zhì)的粘度受濕度或氣溫影響較大，需調(diào)整測試環(huán)境或更換適當(dāng)?shù)臉悠愤M行測試。

結(jié)論

流變儀的調(diào)節(jié)過程是確保實驗準確性的基礎(chǔ)，涉及到設(shè)備的校準、轉(zhuǎn)子的選擇、溫度的控制等多個方面。掌握這些調(diào)節(jié)技巧，不僅能提高測試的精度，還能有效避免操作中的常見問題。為了保證流變儀長期高效運行，定期的維護與校驗也是必要的。通過科學(xué)合理的調(diào)節(jié)與管理，可以為各類物料的流變性能測試提供可靠的數(shù)據(jù)支持。