2020-07-23
介紹
粘(zhan)度是流(liu)體粘(zhan)滯性的(de)一種(zhong)量度，是流(liu)體流(liu)動(dong)力對(dui)(dui)其內部摩擦現象的(de)一種(zhong)表示。但是對(dui)(dui)于許多實驗室而言(yan)，傳統的(de)流(liu)變(bian)性測(ce)量設備操作耗時(shi)或者(zhe)無法(fa)在(zai)所需(xu)的(de)條件下進行測(ce)試(shi)。FLUIDICAM RHEO 流(liu)動(dong)運動(dong)粘(zhan)度儀采用新(xin)的(de)流(liu)變(bian)測(ce)試(shi)技術，只需(xu)簡單的(de)設置(zhi)即可測(ce)量流(liu)體在(zai)不同溫度下粘(zhan)度隨(sui)剪切速率的(de)變(bian)化。
多嵌(qian)段(duan)(duan)共聚物(wu)(wu)由(you)于嵌(qian)段(duan)(duan)種類或排序的(de)不(bu)同(tong)會表現不(bu)同(tong)的(de)物(wu)(wu)理性質。本文研究(jiu)的(de)生物(wu)(wu)聚合(he)物(wu)(wu)是(shi) (PEO)x(PPO)y(PEO)x)。這種聚合(he)物(wu)(wu)由(you)于在(zai)特(te)定溫度下具有(you)特(te)殊的(de)可逆溶膠-凝膠相轉變過(guo)程而被*，非(fei)常適合(he)用于創新的(de)藥物(wu)(wu)輸送(song)系統研究(jiu)。在(zai)本文中，使(shi)用了兩種不(bu)同(tong)的(de)三嵌(qian)段(duan)(duan)共聚物(wu)(wu)溶液(ye)來驗(yan)證(zheng)FLUDICAM的(de)實力，F127 (中央PPO分子(zi)量Mw=3600 g/mol 和(he)(he)70% PEO) 和(he)(he)F68 (中央PPO分子(zi)量Mw=1800 g/mol 和(he)(he)80% PEO)。
測試技術
FLUIDICAM RHEO使(shi)用微流(liu)控原理測量樣品(pin)的粘(zhan)(zhan)度(du)。樣品(pin)和粘(zhan)(zhan)度(du)標準(zhun)品(pin)同時被(bei)注(zhu)(zhu)射到微流(liu)控通道中(尺(chi)寸2.2mm X 150µm) 經過(guo)強(qiang)烈的剪(jian)切， 通過(guo)電(dian)腦調整(zheng)(zheng)注(zhu)(zhu)入泵(beng)的速度(du)即(ji)可(ke)調整(zheng)(zheng)剪(jian)切速率。在這個條件下(xia)，界面位置(zhi)與樣品(pin)和粘(zhan)(zhan)度(du)標準(zhun)品(pin)的粘(zhan)(zhan)度(du)比相關。通過(guo)高(gao)清攝像(xiang)機獲(huo)取層流(liu)流(liu)體界面的位置(zhi)，然后(hou)軟件自動繪制(zhi)樣品(pin)在不同剪(jian)切速率或(huo)溫度(du)下(xia)的粘(zhan)(zhan)度(du)曲線。
實驗結果
FLUIDICAMRHEO的可視系(xi)統(tong)允許用戶在測(ce)量時隨時觀察界面變(bian)化(hua)情(qing)況(kuang)，下圖是20.1%聚合(he)物(wu)溶液在測(ce)量過程中的界面照片：
1）粘度隨剪切速率的變化
設置測試條件后，自動分(fen)析樣品流(liu)變(bian)性。剪(jian)切范圍保(bao)持不變(bian)從(cong)(500-1000 s-1)，但是溫度(du)(du)從(cong)5℃梯(ti)度(du)(du)增加至70℃。 Fig. 1 展示(shi)了濃度(du)(du)為20.1%聚合物溶(rong)液在不同溫度(du)(du)下的粘度(du)(du)曲線(xian)。
平(ping)均樣(yang)品測試測試一條6點的粘度(du)(du)-剪(jian)切速率曲(qu)線僅需要750µL樣(yang)品，每個溫(wen)度(du)(du)下的測量只需要4min。從數(shu)據上可見，聚(ju)合物(wu)粘度(du)(du)隨著溫(wen)度(du)(du)增(zeng)加而逐漸增(zeng)加，并且以40℃為(wei)界，流動(dong)性質從牛頓流體(ti)轉變成了剪(jian)切稀釋(shi)型流體(ti)。
Fig1.Viscosity of a 20.1% solution as a function of shear rate at different temperatures
2）粘度隨溫度的變化
對比(bi)了(le)兩個(ge)溶液剪切頻率在700s-1時(shi)的粘度隨溫度的變化。
Fig 2.Viscosity of different poloxamer solutions as a function of temperature at 700 s-1
由于(yu)聚合(he)物溶(rong)液(ye)的流變性(xing)質(zhi)隨著(zhu)溫度(du)(du)發生了改變，樣品(pin)粘(zhan)度(du)(du)在一定范圍內隨著(zhu)溫度(du)(du)增加而增加。常(chang)溫時兩者粘(zhan)度(du)(du)接近，濃度(du)(du)較大的聚合(he)物溶(rong)液(ye)粘(zhan)度(du)(du)受溫度(du)(du)應該更加明(ming)顯。
17.5%的(de)溶液在40°C以下(xia)粘度基本沒有變化。 當超過此溫度，粘度從20cp快速的(de)增加到56℃的(de)234cP。
但(dan)是, 20.1% 的(de)溶液在 25°C以上粘度就開始迅速增加，粘度從(cong)初的(de)35cP增加到60°C的(de)795cP。
結論
FLUIDICAM RHEO可以快速測量樣品粘度，并進行高通量的溫度掃描。使用非常小的樣品體積，可以精確快速地調節樣品溫度，從而獲得聚合物溶液隨溫度的流動特性。由于具有非常高的精度，樣品即使只有微小的濃度差異也可以精(jing)確(que)地測(ce)量粘度性質的區別。
FLUIDICAM RHEO照(zhao)片
儀器優勢：
快速和(he)簡單 – 一鍵設置剪切(qie)速率(lv)和(he)溫度掃(sao)描方式
精確 – 持續與標準粘(zhan)度溶液進行(xing)對比
低樣(yang)品(pin)體(ti)積–樣(yang)品(pin)消耗小(xiao)于1mL
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