水凝膠(jiao)是一種軟(ruan)、濕材料(liao)由三維(wei)聚合物網(wǎng)絡(luò)(luo)和大(da)量的水組(zu)成。傳(chuan)統(tǒng)水凝(ning)膠由(you)于形成的(de)聚合物網(wǎng)(wang)絡(luò)的(de)不均(jun)勻性和缺乏(fa)有效的能(neng)量耗散機(jī)制,導(dǎo)(dao)致水(shui)凝膠柔軟(ruan)、脆弱、易碎(sui)通常沒有足夠(gou)的機(jī)(ji)械強(qiáng)度(du)來(lái)滿足實(shí)(shi)際工業(yè)和(he)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用(yong)的要求。

為了提升(sheng)水凝(ning)膠的機(jī)(ji)械性(xing)能,將機(jī)械(xie)堅(jiān)固、高長(zhǎng)(zhang)徑比(bi)的納米級(jí)(ji)填料摻(can)入聚合物基體(ti)中制備(bei)出了(le)納米復(fù)合水凝(ning)膠,由(you)于其較(jiao)大的比表(biao)面積,可以提(ti)高所得到(dao)的復(fù)(fu)合材(cai)料的力(li)學(xué)性能(neng)、熱穩(wěn)定性(xing)和潤(rùn)脹性能(neng)。纖維素納(na)米纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一種納米(mi)級(jí)微細(xì)纖維,具(ju)有較高(gao)的機(jī)械強(qiáng)度(du)和彈性模量,可(ke)以在(zai)復(fù)合(he)材料中形(xing)成較強(qiáng)(qiang)的物理纏(chan)結(jié)和網(wǎng)絡(luò)。含(han)有CNF的納米(mi)復(fù)合(he)水凝膠具有較(jiao)大的溶脹倍率(lv)和較高的(de)力學(xué)性能,CNF作(zuo)為聚(ju)合物水凝膠(jiao)網(wǎng)絡(luò)的填料或(huo)者補(bǔ)強(qiáng)劑,在(zai)網(wǎng)絡(luò)(luo)中形(xing)成非共價(jià)鍵(jian)可以提高(gao)其力學(xué)強(qiáng)度(du),但CNF與水凝膠基(ji)體之間(jian)的物(wu)理相互作用(yong)較弱(ruo),增強(qiáng)作用通常(chang)較小(xiao),因?yàn)?wei)CNF分子內(nèi)(nei)和分子間存(cun)在較強(qiáng)的(de)氫鍵作用(yong),它限制了CNF 的(de)反應(yīng)(ying)活性(xing)。因此,引(yin)入CNF提高水凝膠(jiao)機(jī)械強(qiáng)度的(de)關(guān)鍵是CNF能與(yu)水凝膠內(nèi)其(qi)它聚合物鏈發(fā)(fa)生化(hua)學(xué)交聯(lián)產(chǎn)生共(gong)價(jià)鍵,從而(er)使水(shui)凝膠具備更(geng)強(qiáng)的機(jī)械性(xing)能。丙烯酰氯(lv)改性的CNF(ACL-CNF)表面(mian)帶有較(jiao)為活潑(po)的丙烯(xi)基團(tuán)(tuan),能與其它單(dan)體的雙鍵(jian)進(jìn)行接枝共聚(ju)反應(yīng),與(yu)水凝膠內(nèi)(nei)的其它高分(fen)子鏈之(zhi)間形(xing)成了共價(jià)(jia)鍵,能提高復(fù)合(he)水凝膠顆(ke)粒的機(jī)(ji)械性(xing)能。

1、復(fù)合水凝(ning)膠顆粒的機(jī)械(xie)強(qiáng)度測(cè)定

儀器：上海(hai)騰拔質(zhì)構(gòu)儀（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探頭：P/36R柱形探(tan)頭

將復(fù)(fu)合水凝(ning)膠顆(ke)粒樣品放于柱(zhu)形探(tan)頭的正下方(fang)，測(cè)試條(tiao)件如下：

測(cè)試模式：?jiǎn)?dan)次測(cè)試(shi)

測(cè)試速(su)度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式：形(xing)變 85%

可以用于(yu)測(cè)定復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒樣品的(de)恢復(fù)性(xing)、是否破裂。