水凝膠是(shi)一種(zhong)軟、濕材料由三(san)維聚合(he)物網(wǎng)(wang)絡和大量的水(shui)組成。傳統(tǒng)水凝(ning)膠由(you)于形(xing)成的聚(ju)合物網(wǎng)絡(luo)的不均(jun)勻性和(he)缺乏有效的(de)能量(liang)耗散(san)機制,導致水凝(ning)膠柔(rou)軟、脆弱、易碎(sui)通常沒有足夠(gou)的機械(xie)強度來滿足(zu)實際工業(yè)和生(sheng)物醫(yī)(yi)學應用的(de)要求。

為了提升水凝(ning)膠的機械性(xing)能,將機械(xie)堅固、高(gao)長徑(jing)比的納米級填(tian)料摻入聚(ju)合物基(ji)體中(zhong)制備出了納米(mi)復合水(shui)凝膠,由于其較(jiao)大的比表面(mian)積,可以提高(gao)所得到的復(fu)合材料的力學(xue)性能、熱穩(wěn)定性(xing)和潤脹性能。纖(xian)維素納米(mi)纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一(yi)種納米級(ji)微細纖維,具有(you)較高(gao)的機械強度和(he)彈性(xing)模量(liang),可以在復合材(cai)料中形(xing)成較強的物理(li)纏結和網(wǎng)絡。含(han)有CNF的(de)納米復(fu)合水(shui)凝膠(jiao)具有較(jiao)大的溶脹倍率(lv)和較高(gao)的力學性能(neng),CNF作為(wei)聚合物水凝(ning)膠網(wǎng)(wang)絡的填料或(huo)者補強劑(ji),在網(wǎng)絡(luo)中形成非(fei)共價鍵可以(yi)提高其力學(xue)強度(du),但CNF與水凝膠基(ji)體之間(jian)的物理(li)相互作(zuo)用較(jiao)弱,增強作(zuo)用通常較小(xiao),因為CNF分子(zi)內(nèi)和分子(zi)間存(cun)在較(jiao)強的氫(qing)鍵作用(yong),它限制了CNF 的反(fan)應活性。因(yin)此,引入CNF提(ti)高水凝膠(jiao)機械強度(du)的關鍵是CNF能與(yu)水凝膠(jiao)內(nèi)其它聚(ju)合物(wu)鏈發(fā)生化學交(jiao)聯(lián)產(chǎn)生共(gong)價鍵,從而使水(shui)凝膠具備更(geng)強的機械性(xing)能。丙(bing)烯酰(xian)氯改性的CNF(ACL-CNF)表(biao)面帶有較為(wei)活潑的丙烯(xi)基團,能(neng)與其它單(dan)體的雙鍵進(jin)行接枝共聚(ju)反應(ying),與水凝膠內(nèi)的(de)其它高分(fen)子鏈之間(jian)形成了(le)共價鍵,能提高(gao)復合(he)水凝膠顆(ke)粒的機械(xie)性能。

1、復合水凝膠顆(ke)粒的(de)機械強度測(ce)定

儀器(qi)：上海騰拔質(zhì)(zhi)構儀（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探頭：P/36R柱形探(tan)頭

將復合水(shui)凝膠顆(ke)粒樣品放于(yu)柱形探(tan)頭的正下(xia)方，測(ce)試條(tiao)件如下：

測試模(mo)式：單次測試

測試速度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標模(mo)式：形變 85%

可以(yi)用于測定(ding)復合水凝膠(jiao)顆粒樣品(pin)的恢復性、是否(fou)破裂。