[发明专利]一种低成本免夹持水凝胶拉伸性能测试方法

说明书

一种低成本免夹持水凝胶拉伸性能测试方法，所采用的夹板为一体化结构，包括A端、B端和底部。测试时分别在B端与A端之间的空间以及B端的A面上固定粘结板，将水凝胶样条用胶液粘在粘结板之间并使其处于夹板的两个B端之间，随后用拉伸试验机的夹具夹住夹板A端便可进行测试。本发明通过利用胶液所提供平行于拉伸方向的摩擦力来固定水凝胶样条，测试时几乎不会产生夹持力，使得测试的准确度大大提高。并且，通过中间夹板实现力的传导，使得在测试时无需对拉伸试验机的夹具做任何改动，可直接适配几乎市面上大部分的拉伸试验机，操作方便。夹板制造成本低廉，测试后可直接拆卸重复利用，可在保证测试数据精度的基础上极大地降低测试成本。

技术领域

本发明涉及水凝胶拉伸实验测试领域，尤其涉及一种低成本免夹持水凝胶拉伸性能测试方法。

背景技术

水凝胶材料是一种以水为分散介质的凝胶材料，具有高吸水和高保水的性质，广泛应用于组织工程、生物仿生和柔性电子器件等领域。与橡胶和塑料材料相比，水凝胶材料弹性模量低，变形能力强，并且由于水的存在，材料的表面更为光滑。作为一种特殊的高分子材料，在进行拉伸性能测试时，现有的拉伸试验机所安装的夹具一般采用传统高分子材料(即普通的橡胶和塑料)，通过夹具向垂直于水凝胶拉伸方向施加夹持力来固定水凝胶样条进行测试。但对于质软且光滑、变形能力强、韧性大的水凝胶材料来说，一旦夹具所施加的夹持力过小测试时，水凝胶样条将会从夹具上滑脱而无法固定，反之当采用大夹持力时，样条在测试前会产生很大程度的变形甚至断裂。两种情况在对水凝胶进行拉伸性能测试时是一对无法调和的矛盾，无论那种都会对测试的准确性产生严重的影响。

中国专利CN208999202U与CN111487130A分别公开了两种减小夹持力的水凝胶拉伸测试夹具。但在实际使用时，两种夹具的设计较为复杂，夹具制作以及水凝胶样条测试的成本较高。更重要的是，两种夹具的设计更适用于模量大、变形能力相对较低、表面光滑程度小的水凝胶材料的测试。然而，当对质软且表面光滑，变形能力大，韧性强的水凝胶(例如丙烯酰胺)进行拉伸性能测试时，由于沿着平行于拉伸方向的摩擦过小，两种夹具仍然无法阻止水凝胶样条在夹具中的滑脱，进而对测试产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种低成本免夹持水凝胶拉伸性能测试方法，该发明所使用的装置结构简单，加工制造成本低廉，通过夹板实现了水凝胶样条和拉伸试验机夹具的隔离，可以在几乎不施加夹持力的条件下实现对水凝胶样条单轴拉伸性能的测试。并且在测试过程中可以很好地固定一些表面光滑、变形能力大、韧性强的水凝胶(例如丙烯酰胺)，最大程度地减少水凝胶样条的滑脱，从而保证测试的准确度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低成本免夹持水凝胶拉伸性能测试方法，采用夹板和粘结板实现力的传递，所述夹板为一体化结构，包括前方直立的两个夹板B端、后方直立的夹板A端以及位于前方两个夹板B端底下的两个夹板底部；所述两个夹板底部与后方的夹板A端相连接，对称分布在夹板A端的两侧；所述两个夹板B端分别位于两个夹板底部之上，所述夹板B端和夹板A端之间设有供粘结板置入的空间，所述两个夹板B端之间的间距大于水凝胶样条的宽度；测试时，将水凝胶样条的两端分别通过粘结板固定于两个夹板上，两个夹板分别与拉伸试验机的夹具连接。

使用所述夹板时，先准备两个可以用于粘结测试水凝胶样条的粘结板。当将水凝胶样条和夹板组装时，先将一个粘结板插入夹板B端与夹板A端之间的空间，在该粘结板上位于两个夹板B端之间裸露出来的部位涂上胶液，将水凝胶样条的一端粘结在该裸露部位；随后在两个夹板B端的外面黏附双面胶或其他胶液，在水凝胶样条的另一面涂上胶液，将第二个粘结板粘在水凝胶样条和两个夹板B端上，此时由于水凝胶表面胶液的作用，水凝胶样条可以被粘结在两个粘结板之间，并且由于双面胶的存在，第二个粘结板可以与夹板很好地固定在一起，测试时用夹具夹住夹板A端高出前方夹板B端的部分便可进行拉伸。

测试后，将粘结板从夹板上拆卸，刮下夹板上的双面胶以及粘结板上的胶液，实现夹板和粘结板的重复利用。