水(shui)凝(ning)(ning)膠專用(yong)(yong)流(liu)變儀是一(yi)款由上(shang)海(hai)保(bao)圣專業生產用(yong)(yong)于(yu)測試水(shui)凝(ning)(ning)膠流(liu)變特性的儀器，便(bian)于(yu)使(shi)用(yong)(yong)，測試范(fan)圍(wei)廣泛(fan)，可以(yi)執(zhi)行對表征水(shui)凝(ning)(ning)膠至關重要(yao)的多種標準和高(gao)級分析測量(liang)(liang)。如儲能(neng)(neng)(neng)模(mo)量(liang)(liang)：使(shi)樣品發生扭曲需要(yao)施(shi)加的能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)，損(sun)(sun)耗模(mo)量(liang)(liang)：材料變形后(hou)恢復其原(yuan)有形狀時所損(sun)(sun)失的能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)，損(sun)(sun)耗角正切：損(sun)(sun)耗模(mo)量(liang)(liang)與儲能(neng)(neng)(neng)模(mo)量(liang)(liang)的比值，該指標用(yong)(yong)于(yu)測量(liang)(liang)水(shui)凝(ning)(ning)膠的阻(zu)尼能(neng)(neng)(neng)力。另一(yi)個重要(yao)指標是屈服(fu)應力，該指標對于(yu)衡量(liang)(liang)水(shui)凝(ning)(ning)膠也很關鍵。

水凝(ning)膠(jiao)，是(shi)指溶脹的(de)(de)(de)三維(wei)網(wang)狀(zhuang)結構(gou)(gou)高(gao)(gao)分子(zi)(zi)，即聚(ju)合物分子(zi)(zi)間(jian)(jian)相(xiang)互(hu)連(lian)接，行成(cheng)空(kong)間(jian)(jian)網(wang)狀(zhuang)結構(gou)(gou)，且在(zai)網(wang)狀(zhuang)結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)孔隙中又填(tian)充了液(ye)(ye)體水介質。簡單的(de)(de)(de)說，水凝(ning)膠(jiao)是(shi)由液(ye)(ye)體水和高(gao)(gao)分子(zi)(zi)網(wang)絡所組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)，液(ye)(ye)體水被高(gao)(gao)分子(zi)(zi)網(wang)絡封閉在(zai)里面，失去(qu)流動(dong)(dong)性(xing)，因此(ci)凝(ning)膠(jiao)能(neng)像固(gu)體一樣顯示出一定的(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)。水凝(ning)膠(jiao)的(de)(de)(de)種(zhong)類很多，有(you)組(zu)織替代型、反應(ying)型、溫敏(min)型、PH型等等。流變(bian)學(xue)是(shi)衡量(liang)液(ye)(ye)體和固(gu)體的(de)(de)(de)流動(dong)(dong)和變(bian)形(xing)行為的(de)(de)(de)學(xue)科，水凝(ning)膠(jiao)具有(you)固(gu)有(you)的(de)(de)(de)粘(zhan)(zhan)彈(dan)性(xing)質，也(ye)就是(shi)說，它們可同(tong)時表現出粘(zhan)(zhan)性(xing)行為和彈(dan)性(xing)行為。動(dong)(dong)態（振蕩(dang)）流變(bian)學(xue)可對這些復雜材料進(jin)行表征(zheng)，并給出粘(zhan)(zhan)彈(dan)性(xing)的(de)(de)(de)定量(liang)測(ce)量(liang)報告。

上海保圣水凝膠(jiao)專(zhuan)用(yong)流變儀在各種水凝膠(jiao)中的(de)應(ying)用(yong)案例：

一、醫(yi)用透明質酸鈉-剪(jian)切黏(nian)度和黏(nian)彈性

中(zhong)華人民共和(he)國(guo)醫(yi)藥(yao)(yao)行業標準YY/T 0308-2015《醫(yi)用透明質酸鈉(na)凝(ning)(ning)膠(jiao)》中(zhong)規定了此類(lei)產品(pin)的流變測試要(yao)求(qiu)。要(yao)求(qiu)水(shui)凝(ning)(ning)膠(jiao)表(biao)面光滑，具有(you)良好的生物特性，可以被應用未外科手術敷(fu)料、眼科敷(fu)料、凝(ning)(ning)膠(jiao)眼藥(yao)(yao)水(shui)等多個方面，也是醫(yi)美行業重要(yao)的產品(pin)之一。

水凝膠(jiao)專用流變儀測試項目(mu)如下：

剪切黏度：在(zai)25±0.2℃下(xia)，采用流變儀在(zai)剪切速率從(cong)0.001s-1-1000s-1下(xia)進行蠕動(dong)掃描。在(zai)0.01s-1剪切速率下(xia)，眼科用透明(ming)(ming)質(zhi)酸(suan)(suan)鈉(na)凝(ning)膠(jiao)剪切黏度應不(bu)小(xiao)于(yu)200000mPa.s，關節(jie)腔(qiang)注射用透明(ming)(ming)質(zhi)酸(suan)(suan)鈉(na)凝(ning)膠(jiao)剪切黏度應不(bu)小(xiao)于(yu)20000mPa.s。圖(tu)(tu)1為某眼科透明(ming)(ming)質(zhi)酸(suan)(suan)鈉(na)凝(ning)膠(jiao)流動(dong)曲(qu)線圖(tu)(tu)。

黏彈(dan)性(xing)：在(zai)(zai)25±0.2℃下(xia)，采用(yong)流變儀在(zai)(zai)頻率(lv)從0.01Hz-100Hz下(xia)進行(xing)頻率(lv)掃描，繪制黏性(xing)模量G“和彈(dan)性(xing)模量G’值的對數(shu)與頻率(lv)f的對數(shu)坐標圖。眼科(ke)用(yong)透明(ming)質(zhi)酸(suan)鈉(na)凝膠在(zai)(zai)G’=G"時，頻率(lv)應小于(yu)0.5Hz，關節(jie)腔內注(zhu)射用(yong)透明(ming)質(zhi)酸(suan)鈉(na)凝膠在(zai)(zai)G’=G"時，頻率(lv)應小于(yu)1.0Hz。圖2為某眼科(ke)透明(ming)質(zhi)酸(suan)鈉(na)凝膠頻率(lv)掃描曲線圖。

二、反應型水凝膠測(ce)試(shi)

某種水溶性蛋白分子，分別加(jia)入三種不同(tong)濃度的交聯劑(ji)混均勻后，快(kuai)速加(jia)載到旋轉(zhuan)流變(bian)儀上，在37℃會逐(zhu)漸形(xing)成凝膠。三種濃度樣品流變(bian)測試結果見圖3：

初始狀態(tai)：G"＞G’；

隨(sui)著時間(jian)變化：G"與G’交點，此為特(te)定頻(pin)率下的凝膠點；

凝(ning)膠點(dian)后：G’＞G"，形(xing)成三維網絡；

后期模量趨(qu)于穩定，代表(biao)(biao)凝(ning)膠反應趨(qu)于結束，可以完(wan)整表(biao)(biao)征樣品從低(di)黏度(du)液態（類液態）到高(gao)強度(du)凝(ning)膠（類固(gu)態）的轉變過程。

三、溫敏(min)型水凝膠測試

某些(xie)溫敏(min)型水(shui)凝膠具有可(ke)逆(ni)凝膠轉(zhuan)變(bian)特征，溫度較高時呈現液(ye)態(tai)(tai)，降(jiang)溫后轉(zhuan)變(bian)為(wei)難以(yi)流動的凝膠態(tai)(tai)，升(sheng)溫后又(you)(you)轉(zhuan)變(bian)為(wei)可(ke)以(yi)流動的液(ye)態(tai)(tai)，再降(jiang)溫又(you)(you)可(ke)以(yi)轉(zhuan)變(bian)為(wei)凝膠態(tai)(tai)。這種可(ke)逆(ni)特性可(ke)以(yi)應用(yong)在(zai)很多場合，解決很多實際問題。

四、水凝膠的強度表征(zheng)

1、線性黏(nian)彈區（LVR）

線性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)粘彈區可反應體系的結構性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，可以(yi)表征樣品(pin)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)情況(kuang)。當G’>G"，樣品(pin)呈現類固態，有一定的硬度和穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)；當G’，樣品(pin)體系內部結構性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)較弱，呈現類流(liu)態。

一旦(dan)施(shi)加的力或形變(bian)超過LVR，樣品(pin)內部即發(fa)生一定(ding)程度的破壞，模(mo)量(liang)降(jiang)低，強度降(jiang)低，甚至出現破裂和流動。一般(ban)LVR區越(yue)寬(kuan)，樣品(pin)越(yue)穩(wen)定(ding)，體系可以承受較大形變(bian)而不至于被(bei)破壞。

2、頻率掃描

通(tong)過頻(pin)率掃描測試得到的黏(nian)彈性模量在(zai)(zai)不同頻(pin)率下(xia)的變化(hua)，可表征樣品(pin)在(zai)(zai)不同時間尺度(du)下(xia)的強度(du)特性，*凝膠的樣品(pin)，一般(ban)G’＞G"且G’和(he)G"無交點，G’不受(shou)頻(pin)率變化(hua)影響，此應用(yong)在(zai)(zai)第(di)一章(zhang)節“醫用(yong)透(tou)明(ming)質酸鈉-黏(nian)彈測試"也有相(xiang)關介紹。

3、結(jie)構破壞(huai)與恢復

許(xu)多應用(yong)場景下（如美容用(yong)玻尿酸(suan)類凝膠），水凝膠會(hui)發生較大(da)形(xing)(xing)變(bian)(bian)(bian)(bian)（超過LVR），樣(yang)品在發生較大(da)形(xing)(xing)變(bian)(bian)(bian)(bian)之后(hou)(hou)恢復(fu)到初始狀態(tai)多少決定(ding)了其抗形(xing)(xing)變(bian)(bian)(bian)(bian)的(de)能力(li)。此過程可以通(tong)過水凝膠專用(yong)流變(bian)(bian)(bian)(bian)儀(yi)進行階躍(yue)振蕩來(lai)實現(xian)，從小形(xing)(xing)變(bian)(bian)(bian)(bian)（G’＞G"）到大(da)形(xing)(xing)變(bian)(bian)(bian)(bian)（G"＞G’），循環多次，結(jie)束后(hou)(hou)根據模量恢復(fu)多少來(lai)表征樣(yang)品結(jie)構(gou)恢復(fu)能力(li)。

注意：不是(shi)所有水凝(ning)膠(jiao)(jiao)都有此恢復(fu)性能，一些較硬的凝(ning)膠(jiao)(jiao)（偏固體），大(da)形(xing)變(bian)后會直(zhi)接破碎，無法恢復(fu)。