水凝胶机械性能压缩测试

生物医用水凝胶作为现代生物医用材料的重要类别之一，其在使用前必然要经过严格的性能评估检测。通常，水凝胶的性能检验内容一般包含物理特性、化学特性、生物特性等。其中，作为材料的基本性质之一，力学性能是水凝胶作为材料使用的一项重要指标。苏州保曼水凝胶机械性能测试仪将带大家了解水凝胶力学性能相关测试方法压缩法进行介绍：

当软材料（凝胶、弹性体或生物组织）被压缩超过临界应变时，其光滑表面会形成折痕。在此过程中，折痕附近的材料颗粒经历加载和卸载路径。如果材料是弹性的，加载和卸载不会耗散能量，折痕会在大约 0.35 的临界应变处出现。然而，如果材料是非弹性的，加载和卸载会耗散能量，并且折痕预计会在更高的临界应变下出现。在这里，我们使用藻酸盐-聚丙烯酰胺水凝胶研究了非弹性对折痕发生的影响。这种水凝胶由两个互穿的聚合物网络组成：共价交联的聚丙烯酰胺网络和离子交联的藻酸盐网络。前者有弹性，有弹性，而后者拉开拉链很小，会造成无弹性。我们通过改变海藻酸盐的浓度来制备具有不同程度的非弹性的海藻酸盐-聚丙烯酰胺水凝胶。我们的实验证实，更大程度的非弹性会导致更大的折痕临界应变。这项研究展示了一个例子，即材料的化学性质影响折痕的力学。

压缩-卸载循环测试通常表征材料的抗疲劳性能。当材料为弹性体时，加载和卸载遵循相同的应力-应变曲线，并且不耗散能量。当材料为非弹性体时，加载和卸载遵循不同的应力-应变曲线，两条曲线围成的面积为材料单位体积的耗散能量（这里只考虑单轴应力下材料的加载和卸载）。由于网络和交联的不均匀分布，大多数常规水凝胶容易出现轻微的裂缝和缺陷，并表现出脆性破坏。这种能量耗散机制，可以提高水凝胶的强度、韧性、抗疲劳性和对缺口不敏感性。