De kwantificering van injecteerbaarheid door mechanische testen

Door de kracht te meten, kunnen we nagaan of een materiaal injecteerbaar is en hoe het veranderen van de naald- en spuitgrootte, of de formuleringsverwerking en chemie de injectabiliteit kunnen beïnvloeden. Deze techniek is snel en eenvoudig. Kan worden gebruikt met een verscheidenheid van naald en spuit geometrieën, en vereist weinig gegevensverwerking om de belangrijkste kracht waarden te verkrijgen.

Deze methode is met name van toepassing op injecteerbare biomaterialen, zoals hydrogels en cement, de aanhoudende toepassingen voor de levering van geneesmiddelen en weefselengineering. Om de mechanische tester in te stellen, bevestig je platte compressietesten aan de mechanische tester en rust je de tester handmatig uit met de belastingscel met de maximale belasting van 200 Newton. Gebruik de handmatige bedieningsknoppen om de weegbree te scheiden om ongeveer 30 centimeter ruimte voor de naald, spuit en zuiger mogelijk te maken.

Als u een testprotocol wilt maken, opent u de testwizard in de apparaatsoftware en stelt u het testtype in op uniaxiale compressie. Stel de gemeten kracht preload waarde in waarmee het testen zal beginnen en pas de snelheid aan om vooraf te laden op vijf millimeter per minuut, om de snelheid in te stellen waarmee de kruiskop naar beneden zal bewegen totdat het de voorbelasting tegenkomt. Stel de belading in op verplaatsingscontrole en selecteer een geschikte testsnelheid.

Stel vervolgens een bovenkrachtlimiet in om de test te stoppen. Om het klemsysteem in te stellen, bevestigt u twee klemmen met grepen die groot genoeg zijn om de geselecteerde spuit stevig op twee standaarden te brengen. Plaats de grepen tussen de kruiskop en de basisplaat met voldoende ruimte onder de grepen voor de spuit en naald en line-up van de centra van de grepen met het midden van de kruiskop.

Gebruik een lege spuit om te helpen met de uitlijning. Controleer vervolgens of de klemmen stevig zijn vastgezet, zodat er geen beweging in de klemmen is wanneer een neerwaartse kracht wordt uitgeoefend en plaats een schotel op de bodemplaat om het geëxtrudeerde materiaal te verzamelen. Om een injecteerbaar experiment uit te voeren, steek je de spuit in de klemgrepen en sluit je de grepen zodat de spuit op zijn plaats wordt gehouden, maar kan hij zonder weerstand op en neer bewegen met de spuit en zuiger loodrecht op de kruiskop.

Gebruik de knoppen om de bovenste plaat net boven de zuiger te laten zakken en klik op nul kracht tot nul de gemeten kracht. Klik vervolgens op uitvoeren om het testprotocol uit te voeren. Aan het einde van de test, til de platen tot een voldoende hoogte, zodat de spuit kan worden verwijderd en herhaal de test met het volgende monster.

Sla na elke proef de gegevens op in een indeling zodat een tabel met kracht- en verplaatsingswaarden kan worden gegenereerd en de resultaten van elke proef kunnen plotten met de verplaatsing op de X-as en de kracht op de Y-as. Wanneer alle proeven zijn uitgezet, bepaal dan de maximale en plateaukrachten van elke grafiek. Een typische krachtverplaatsingscurve bestaat uit drie secties.

Een eerste helling, als de zuiger overwint de wrijving van het vat en het materiaal heeft versneld een kracht maximum. En het plateau als het materiaal wordt geëxtrudeerd in een stabiele toestand. Voor viskeuze monsters die door een smallere opening gaan, is de kracht die nodig is om het monster bij constante snelheid te injecteren groter dan de kracht die nodig is om de wrijving in het vat te overwinnen en het materiaal te versnellen.

Daarom wordt geen duidelijke piek waargenomen. Voor zeer stroperige monsters of zeer smalle naalden kan de kracht die nodig is om het materiaal te extruderen zo groot zijn dat de spuit gespen en faalt. Vaak met zeer weinig extrusie van het materiaal.

Als het geïnjecteerde materiaal deeltjes bevat of begint in te stellen, kan filterpersing of bulkinstelling optreden die leidt tot een onvolledige injectie. Het is essentieel om ervoor te zorgen dat de klonten stevig zijn vastgezet, zodat de spuit goed past, gecentreerd is en loodrecht op de kruiskop staat. Een correlatie kan worden gebruikt om de gemeten kracht van het injectiegemak met elkaar te relateren.

Rheologie kan ook worden gebruikt om te begrijpen hoe het injectieproces het materiaal beïnvloedt.