水凝膠是一種(zhong)軟、濕材料由三(san)維聚(ju)合物網(wǎng)絡(luò)和(he)大量的水組(zu)成。傳統(tǒng)(tong)水凝(ning)膠由于形(xing)成的聚合物網(wǎng)(wang)絡(luò)的不均(jun)勻性和缺乏(fa)有效的能量(liang)耗散機(jī)(ji)制,導(dǎo)致水凝膠(jiao)柔軟(ruan)、脆弱、易碎(sui)通常沒(méi)(mei)有足夠(gou)的機(jī)械強(qiáng)(qiang)度來(lái)滿(mǎn)足(zu)實(shí)際工業(yè)和生(sheng)物醫(yī)(yi)學(xué)應(yīng)用的(de)要求。

為了提升水(shui)凝膠的機(jī)(ji)械性(xing)能,將機(jī)械(xie)堅(jiān)固、高長(zhǎng)徑(jing)比的納(na)米級(jí)填料摻入(ru)聚合物(wu)基體中制備出(chu)了納米復(fù)合(he)水凝(ning)膠,由于其(qi)較大的比表(biao)面積(ji),可以提高(gao)所得到的復(fù)(fu)合材(cai)料的力學(xué)性能(neng)、熱穩(wěn)定性和(he)潤(rùn)脹性(xing)能。纖維素納(na)米纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一種(zhong)納米級(jí)微細(xì)(xi)纖維(wei),具有(you)較高的機(jī)(ji)械強(qiáng)度和彈(dan)性模量,可以(yi)在復(fù)合材料中(zhong)形成較強(qiáng)的物(wu)理纏結(jié)(jie)和網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有CNF的(de)納米復(fù)合(he)水凝膠具有(you)較大(da)的溶(rong)脹倍率和較(jiao)高的(de)力學(xué)(xue)性能,CNF作(zuo)為聚(ju)合物(wu)水凝膠網(wǎng)絡(luò)(luo)的填料或(huo)者補(bǔ)強(qiáng)劑,在網(wǎng)(wang)絡(luò)中形(xing)成非共價(jià)(jia)鍵可以提高其(qi)力學(xué)(xue)強(qiáng)度(du),但CNF與水(shui)凝膠基(ji)體之間的(de)物理相互作(zuo)用較弱(ruo),增強(qiáng)作用(yong)通常(chang)較小,因?yàn)?wei)CNF分子內(nèi)和(he)分子(zi)間存在較(jiao)強(qiáng)的(de)氫鍵(jian)作用,它(ta)限制了(le)CNF 的反應(yīng)活(huo)性。因此,引(yin)入CNF提高(gao)水凝膠機(jī)(ji)械強(qiáng)度的(de)關(guān)鍵(jian)是CNF能與(yu)水凝(ning)膠內(nèi)(nei)其它聚合物鏈(lian)發(fā)生化學(xué)交聯(lián)(lian)產(chǎn)生共價(jià)(jia)鍵,從而使水(shui)凝膠具備更(geng)強(qiáng)的機(jī)械(xie)性能。丙烯酰氯(lv)改性的(de)CNF(ACL-CNF)表面(mian)帶有較為(wei)活潑(po)的丙烯基團(tuán)(tuan),能與其它單(dan)體的(de)雙鍵進(jìn)行接(jie)枝共(gong)聚反應(yīng),與(yu)水凝膠內(nèi)的(de)其它高分(fen)子鏈之間形(xing)成了共價(jià)(jia)鍵,能提(ti)高復(fù)合水(shui)凝膠(jiao)顆粒的機(jī)(ji)械性能。

1、復(fù)合(he)水凝(ning)膠顆粒的機(jī)(ji)械強(qiáng)(qiang)度測(cè)定(ding)

儀器：上海騰拔(ba)質(zhì)構(gòu)儀（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探頭：P/36R柱(zhu)形探頭

將復(fù)合(he)水凝膠顆粒(li)樣品放于柱(zhu)形探(tan)頭的正下(xia)方，測(cè)試條(tiao)件如下(xia)：

測(cè)試模式(shi)：?jiǎn)未螠y(cè)(ce)試

測(cè)試速度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式：形變(bian) 85%

可以(yi)用于測(cè)定(ding)復(fù)合水(shui)凝膠顆粒(li)樣品的恢復(fù)性(xing)、是否(fou)破裂。