聚乙烯醇（PVA）水凝膠作為一種性能優異的高分子材料，因其良好的生物相容性、可塑性和力學性能，在生物醫學、組織工程和柔性電子等領域展現出廣闊的應用前景。然而，其在實際應用中往往需要承受循環壓縮等復雜力學環境，因此，深入研究PVA水凝膠的循環壓縮性能至關重要。

本文科準測控小編將介紹如何通過測試PVA水凝膠的循環壓縮性能，結合微觀結構分析，旨在揭示其在循環載荷下的力學響應機制，推動該材料在高性能化應用中的進一步發展。

一、測試原理

PVA水凝膠循環壓縮測試是通過萬能材料試驗機對材料施加周期性壓縮載荷，考察其在反復受力下的力學響應特性。測試時以恒定速率（如5mm/min）對水凝膠樣品進行多次（如10次）50%應變的加載-卸載循環，通過分析應力-應變曲線變化來評估四個關鍵性能指標：彈性恢復性能（通過殘余應變反映）、能量耗散特性（由滯后環面積表征）、壓縮模量變化（取自線性段的斜率）以及抗疲勞特性（觀察力學參數隨循環次數的衰減）

二、測試相關標準

ASTM D575-91(2018)：橡膠壓縮性能測試標準方法

ASTM D395-18：橡膠材料壓縮永jiu變形測試方法

ISO 7743:2017：硫化橡膠或熱塑性橡膠壓縮應力應變性能測定

三、檢測設備

1、KZ-68SC-05XY萬能材料試驗機

2、壓縮夾具

3、試驗條件

樣品名稱：聚乙烯醇（PVA）水凝膠

試驗溫度：室溫

試驗速度：5mm/min

試驗類型：循環壓縮

四、測試流程

步驟一、測試樣品

材料：聚乙烯醇(PVA)水凝膠

形狀：圓柱形(直徑15±0.5mm，高度10±0.2mm)

制備方法：冷凍-解凍循環法制備

含水率：85±3%

數量：每組至少5個平行樣品

步驟二、操作步驟

1、樣品準備

使用標準模具制備圓柱形PVA水凝膠樣品

樣品在去離子水中浸泡24小時以達到溶脹平衡

用濾紙輕輕吸去表面游離水分

測量并記錄每個樣品的初始尺寸(直徑和高度)

2、設備準備

開啟萬能試驗機，預熱30分鐘

安裝壓縮夾具，確保上下平板平行(偏差<0.01mm)

校準力傳感器和位移傳感器

3、設置測試參數

試驗速度：5mm/min

最大應變：50%(對應位移5mm)

循環次數：10次

預載荷：0.01N(確保初始接觸)

4、檢測方法

將樣品居中放置在下壓板上

啟動測試程序，進行以下循環：

以5mm/min速度壓縮至50%應變

保持最大應變10秒

以相同速度卸載至初始位置

保持零載荷10秒

重復上述加載-卸載循環10次

自動記錄力-位移數據(采樣頻率100Hz)

5、數據處理

將位移數據轉換為工程應變(ε=Δh/h?)

將力數據轉換為工程應力(σ=F/A?)

計算各次循環的以下參數：

最大應力(σ???)

殘余應變(ε?)

彈性模量(E，取應變5-15%區間的斜率)

能量耗散(U?，滯后環面積)

統計分析各參數隨循環次數的變化規律

步驟三、注意事項

樣品保存：測試前樣品應浸泡在生理鹽水中，防止水分蒸發

測試環境：保持實驗室溫度(23±2℃)、濕度(50±10%)穩定

時間控制：從樣品取出到測試完成應在3分鐘內完成

表面潤滑：必要時可在樣品與壓板間涂抹少量硅油減少摩擦

數據驗證：檢查shou次和末次循環曲線是否完整，剔除異常數據

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