使用交叉刻蚀板几何形状对于分析苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯 (SEBS) 基质的流变特性时防止“壁面滑动”至关重要。由于这些材料表现出高粘弹性且具有橡胶般的行为，它们通常会在光滑表面上失去抓地力，导致测试结果无效。交叉刻蚀设计与样品产生物理锁定，确保收集到的数据准确反映材料的内部结构，而不是测试错误。
在测试 SEBS 等橡胶状材料时，标准的平滑板通常无法抓住样品，导致其滑动而不是变形。交叉刻蚀几何形状通过与表面进行机械互锁来解决此问题，确保施加的应力完全传递到样品，从而获得准确的储能模量 (G') 和损耗模量 (G'') 读数。
测试 SEBS 基质的挑战
高粘弹性和抗性
SEBS 透皮贴剂基质并非简单的流体；它们具有高粘弹性和独特的橡胶状特性。
这意味着材料会抵抗流动和变形。当流变仪尝试施加剪切力时，材料的内部结构会产生显著的抵抗。
壁面滑动现象
使用标准平滑板时，材料的抵抗力通常会超过样品与金属板之间的摩擦力。
因此，样品会在转子表面滑动。这就是壁面滑动，仪器记录的运动实际上并未在材料内部发生。
交叉刻蚀几何形状的力学原理
机械互锁
交叉刻蚀板用网格状的纹理表面取代了光滑的表面。
这种纹理会物理地穿透 SEBS 基质的表面。这会产生机械互锁，有效地将样品固定在转子上。
准确的结构表征
由于样品被锁定在原位，流变仪可以执行应变或频率扫描而不会失去抓地力。
这确保了储能模量 (G') 和损耗模量 (G'') 的准确数据采集。这些参数对于理解贴剂的性能至关重要，如果没有交叉刻蚀的抓持力，由于滑动作用，它们将被错误地测量。
理解权衡
间隙设置敏感性
虽然交叉刻蚀板在防止滑动方面更优越，但它们增加了设置测试间隙的复杂性。
您必须确保间隙是从“虚拟间隙”或有效几何表面计算得出的，而不仅仅是纹理的峰值。不正确的间隙设置会导致剪切速率计算错误。
清洁复杂性
使这些板有效的特性——纹理凹槽——也使其更难清洁。
SEBS 基质具有粘性，并且会顽固地附着在交叉刻蚀图案中。需要仔细清洁，以防止交叉污染或测试之间的表面轮廓变化。
为您的目标做出正确选择
选择正确的几何形状是验证半固体流变数据最重要的一项因素。
- 如果您的主要重点是结构表征：使用交叉刻蚀板来保证 G' 和 G'' 的测量能够反映材料真实的本体性质，而不是表面滑动。
- 如果您的主要重点是工艺验证：确保您的测试协议明确要求使用交叉刻蚀几何形状，以在不同批次的橡胶状基质之间保持一致性。
通过消除壁面滑动的变量，交叉刻蚀几何形状将潜在的噪声数据转化为材料物理现实的可靠图谱。
总结表：
| 特征 | 平滑板几何形状 | 交叉刻蚀板几何形状 |
|---|---|---|
| 表面相互作用 | 最小摩擦；易滑动 | 与样品机械互锁 |
| 壁面滑动风险 | 高（使高粘度数据无效） | 低/消除 |
| 数据准确性 | 对于橡胶材料的 G' 和 G'' 而言较差 | 对于粘弹性表征而言高 |
| SEBS 适用性 | 不推荐用于橡胶状基质 | 推荐用于高粘弹性固体 |
| 清洁和准备 | 快速简便 | 由于表面凹槽而更复杂 |
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参考文献
- C.G.M. Gennari, Francesco Cilurzo. SEBS block copolymers as novel materials to design transdermal patches. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118975
本文还参考了以下技术资料 Enokon 知识库 .
