在現(xiàn)代醫(yī)療中，生物醫(yī)用材料的應(yīng)用范圍越來越廣泛，其中水凝膠作為一種重要的生物醫(yī)用材料，具有出色的生物相容性、生物可降解性和可調(diào)控的物理性質(zhì)等特點(diǎn)，因此得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。但是，水凝膠作為一種特殊的材料，其力學(xué)性能與傳統(tǒng)材料存在較大差異，如何準(zhǔn)確評估其力學(xué)性能成為了研究人員面臨的挑戰(zhàn)。
本期，科準(zhǔn)測控小編將為大家介紹水凝膠力學(xué)性能相關(guān)測試方法，包括拉伸、壓縮等，幫助大家更好地理解和應(yīng)用這些測試方法。
水凝膠力學(xué)性能測試
水凝膠作為一種重要的生物醫(yī)用材料，其力學(xué)性能是材料應(yīng)用的一個(gè)重要指標(biāo)。水凝膠的力學(xué)性能指其在承受外力時(shí)的變形和破壞特性，包括彈性模量、屈服強(qiáng)度、斷裂韌度等參數(shù)。
水凝膠力學(xué)性能的測試方法包括拉伸測試、壓縮測試、剪切測試等。其中，拉伸測試是評估水凝膠拉伸性能的主要方法，壓縮測試主要用于評估水凝膠的壓縮性能，剪切測試則用于評估水凝膠的剪切性能。
一、拉伸測試
拉伸性能是指在外力作用下，材料拉伸變形的能力和變形過程中的各項(xiàng)力學(xué)參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)是將樣品在兩個(gè)夾具之間拉伸，記錄不同應(yīng)變下的負(fù)荷變化，通過應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以得到拉伸強(qiáng)度、拉伸斷裂應(yīng)力以及拉伸彈性模量等。
二、拉伸-卸載循環(huán)測試
拉伸-卸載循環(huán)測試是評估水凝膠疲勞性能的一種方法。疲勞性能是指材料在交替或周期性應(yīng)力作用下發(fā)生的力學(xué)性能變化。
測試過程中，樣品在一定的拉伸載荷下進(jìn)行多次循環(huán)，每次循環(huán)包括拉伸和卸載兩個(gè)階段，測試得到樣品的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和循環(huán)壽命等參數(shù)。循環(huán)壽命是指材料經(jīng)過多少次循環(huán)后出現(xiàn)破壞的次數(shù)，是評估材料疲勞性能的主要指標(biāo)之一。
三、壓縮測試
壓縮測試是通過施加壓縮載荷來評估材料的力學(xué)性能。對于生物醫(yī)用水凝膠材料而言，壓縮測試是評估其抗壓能力、彈性模量等性能指標(biāo)的主要方法之一。
測試過程中，樣品在一定的壓縮載荷下進(jìn)行變形，通過測量樣品在不同載荷下的變形量和應(yīng)力值，可以得到樣品的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和相關(guān)的力學(xué)參數(shù)。
四、壓縮-卸載循環(huán)測試
壓縮-卸載循環(huán)測試通常表征材料的抗疲勞性能。當(dāng)材料為彈性體時(shí)，加載和卸載遵循相同的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。壓縮-卸載循環(huán)測試可以評估水凝膠材料在反復(fù)負(fù)載下的力學(xué)穩(wěn)定性和疲勞性能。
在測試過程中，樣品先經(jīng)歷一定的壓縮載荷，在一定時(shí)間內(nèi)保持該載荷，然后進(jìn)行卸載直至回到原始狀態(tài)。這個(gè)過程不斷循環(huán)，可以模擬材料在實(shí)際使用中受到的壓力負(fù)載和釋放。通過記錄每個(gè)循環(huán)過程中的壓縮程度、載荷和位移等參數(shù)，可以評估材料在壓縮-釋放循環(huán)中的性能表現(xiàn)。
五、純剪切試驗(yàn)
純剪切試驗(yàn)可以評估材料在純粹剪切力作用下的性能表現(xiàn)，因此對于一些需要承受剪切力的應(yīng)用場景而言，純剪切試驗(yàn)是非常重要的。
在純剪切試驗(yàn)中，樣品通常采用雙剪切試驗(yàn)或者圓盤剪切試驗(yàn)。在雙剪切試驗(yàn)中，樣品被剪切成兩個(gè)等尺寸的梯形，通過向兩個(gè)梯形之間施加剪切力來進(jìn)行試驗(yàn)。而在圓盤剪切試驗(yàn)中，樣品被壓縮成圓盤形狀，并在圓盤邊緣施加剪切力。在試驗(yàn)過程中，通過記錄剪切力和位移等參數(shù)，可以評估材料在純剪切力作用下的性能表現(xiàn)。
六、剝離試驗(yàn)
該測試方法通常用于評估材料在受到剝離力作用下的性能表現(xiàn)，例如評估一些貼附在組織表面的貼片、貼膜等材料的粘附強(qiáng)度。
在剝離試驗(yàn)中，通常將樣品粘附在基材上，并以一定的速率施加拉力，使樣品與基材分離。在試驗(yàn)過程中，通過記錄拉力和位移等參數(shù)，可以評估樣品與基材之間的粘附強(qiáng)度和剝離過程的性能表現(xiàn)。
以上就是小編對水凝膠力學(xué)性能幾種檢測辦法的介紹，希望可以給您帶來幫助！如果您還想了解更多關(guān)于水凝膠力學(xué)性能的影響因素、測試標(biāo)準(zhǔn)、檢測辦法梳理和彈性模量等問題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，科準(zhǔn)測控技術(shù)團(tuán)隊(duì)為您免費(fèi)解答！
