L'uso della geometria delle piastre a tratteggio incrociato è essenziale per prevenire lo "scivolamento alle pareti" durante l'analisi delle proprietà reologiche delle matrici di Stirene-Etilene-Butilene-Stirene (SEBS). Poiché questi materiali presentano elevata viscoelasticità e comportamento simile alla gomma, spesso perdono aderenza su superfici lisce, rendendo i risultati dei test non validi. Il design a tratteggio incrociato crea un blocco fisico con il campione, garantendo che i dati raccolti riflettano accuratamente la struttura interna del materiale piuttosto che un errore di test.
Quando si testano materiali simili alla gomma come gli SEBS, le piastre lisce standard spesso non riescono ad afferrare il campione, facendolo scivolare invece di deformarsi. La geometria a tratteggio incrociato risolve questo problema bloccando meccanicamente la superficie, garantendo che lo stress applicato venga completamente trasferito al campione per letture accurate del modulo di conservazione (G') e del modulo di perdita (G'').
La sfida del test delle matrici SEBS
Elevata viscoelasticità e resistenza
Le matrici di cerotti transdermici SEBS non sono fluidi semplici; possiedono elevata viscoelasticità e caratteristiche distinte simili alla gomma.
Ciò significa che il materiale resiste al flusso e alla deformazione. Quando un reometro tenta di applicare una forza di taglio, la struttura interna del materiale oppone una resistenza significativa.
Il fenomeno dello scivolamento alle pareti
Quando si utilizzano piastre lisce standard, la resistenza del materiale spesso supera l'attrito tra il campione e la piastra metallica.
Di conseguenza, il campione scivola sulla superficie del rotore. Questo costituisce lo scivolamento alle pareti, in cui lo strumento registra un movimento che in realtà non si verifica all'interno del materiale.
La meccanica della geometria a tratteggio incrociato
Blocco meccanico
Le piastre a tratteggio incrociato sostituiscono la finitura liscia con una superficie testurizzata, simile a una griglia.
Questa texture penetra fisicamente nella superficie della matrice SEBS. Ciò crea un blocco meccanico, ancorando efficacemente il campione al rotore.
Caratterizzazione strutturale accurata
Poiché il campione è bloccato in posizione, il reometro può eseguire sweep di deformazione o di frequenza senza perdere aderenza.
Ciò garantisce l'acquisizione di dati accurati per il modulo di conservazione (G') e il modulo di perdita (G''). Questi parametri sono fondamentali per comprendere le prestazioni del cerotto e, senza l'impugnatura a tratteggio incrociato, verrebbero misurati in modo errato a causa dello scivolamento.
Comprendere i compromessi
Sensibilità all'impostazione del gap
Sebbene le piastre a tratteggio incrociato siano superiori nel prevenire lo scivolamento, introducono complessità nell'impostazione del gap di test.
È necessario assicurarsi che il gap venga calcolato dal "gap virtuale" o dalla superficie geometrica effettiva, non solo dai picchi della texture. Un'impostazione errata del gap può portare a errori nei calcoli della velocità di taglio.
Complessità di pulizia
La stessa caratteristica che rende efficaci queste piastre, ovvero le scanalature testurizzate, le rende più difficili da pulire.
Le matrici SEBS sono appiccicose e possono aderire tenacemente all'interno del motivo a tratteggio incrociato. È necessaria una pulizia meticolosa per prevenire la contaminazione incrociata o modifiche del profilo superficiale tra un test e l'altro.
Fare la scelta giusta per il tuo obiettivo
La selezione della geometria corretta è il fattore più importante per convalidare i dati reologici per i semisolidi.
- Se il tuo obiettivo principale è la caratterizzazione strutturale: Utilizza piastre a tratteggio incrociato per garantire che le misurazioni di G' e G'' riflettano le vere proprietà di massa del materiale, non lo scivolamento superficiale.
- Se il tuo obiettivo principale è la validazione del processo: Assicurati che i tuoi protocolli di test richiedano esplicitamente la geometria a tratteggio incrociato per mantenere la coerenza tra diversi lotti di matrici simili alla gomma.
Eliminando la variabile dello scivolamento alle pareti, la geometria a tratteggio incrociato trasforma dati potenzialmente rumorosi in una mappa affidabile della realtà fisica del tuo materiale.
Tabella riassuntiva:
| Caratteristica | Geometria piastra liscia | Geometria piastra a tratteggio incrociato |
|---|---|---|
| Interazione superficiale | Attrito minimo; incline allo scivolamento | Blocco meccanico con il campione |
| Rischio di scivolamento alle pareti | Alto (invalida dati ad alta viscosità) | Basso/Eliminato |
| Accuratezza dei dati | Scarsa per G' e G'' in materiali gommosi | Alta per la caratterizzazione viscoelastica |
| Idoneità SEBS | Non raccomandato per matrici simili alla gomma | Raccomandato per solidi ad alta viscoelasticità |
| Pulizia e preparazione | Rapida e facile | Più complessa a causa delle scanalature superficiali |
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Riferimenti
- C.G.M. Gennari, Francesco Cilurzo. SEBS block copolymers as novel materials to design transdermal patches. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118975
Questo articolo si basa anche su informazioni tecniche da Enokon Base di Conoscenza .
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