水凝膠是(shi)一種軟(ruan)、濕材料(liao)由三維聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)和大量的(de)水組(zu)成。傳統(tǒng)水凝膠(jiao)由于(yu)形成的聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)的不均(jun)勻性和(he)缺乏有效(xiao)的能量耗散(san)機制(zhi),導(dǎo)致水凝(ning)膠柔軟、脆弱、易(yi)碎通常沒有(you)足夠(gou)的機械強度來(lai)滿足實際工(gong)業(yè)和生物(wu)醫(yī)學(xué)應(yīng)(ying)用的要求(qiu)。

為了提(ti)升水(shui)凝膠(jiao)的機械性能(neng),將機(ji)械堅固(gu)、高長徑比的納(na)米級填料(liao)摻入聚合(he)物基體中制(zhi)備出了納米復(fù)(fu)合水凝膠(jiao),由于(yu)其較(jiao)大的(de)比表面積,可(ke)以提(ti)高所得(de)到的復(fù)合材料(liao)的力學(xué)性能、熱(re)穩(wěn)定性(xing)和潤脹性能。纖(xian)維素(su)納米(mi)纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一種(zhong)納米級微細纖(xian)維,具有(you)較高的機(ji)械強(qiang)度和彈性(xing)模量,可(ke)以在復(fù)合材料(liao)中形成較強(qiang)的物理(li)纏結(jié)和網(wǎng)(wang)絡(luò)。含有(you)CNF的納米復(fù)(fu)合水(shui)凝膠具有較(jiao)大的溶脹(zhang)倍率和較高(gao)的力學(xué)性能,CNF作(zuo)為聚合物(wu)水凝膠網(wǎng)(wang)絡(luò)的(de)填料或者補(bu)強劑,在網(wǎng)絡(luò)中(zhong)形成(cheng)非共價鍵可以(yi)提高其力學(xué)強(qiang)度,但CNF與(yu)水凝膠基體之(zhi)間的物理相互(hu)作用較(jiao)弱,增強作(zuo)用通常(chang)較小,因為(wei)CNF分子內(nèi)和分子(zi)間存(cun)在較強的氫(qing)鍵作用,它限制(zhi)了CNF 的反應(yīng)活性(xing)。因此,引入CNF提(ti)高水凝(ning)膠機械(xie)強度(du)的關(guān)鍵是(shi)CNF能與水凝(ning)膠內(nèi)其它聚合(he)物鏈發(fā)生(sheng)化學(xué)交聯(lián)產(chǎn)生(sheng)共價鍵,從(cong)而使水凝(ning)膠具備(bei)更強(qiang)的機(ji)械性能。丙烯(xi)酰氯改(gai)性的CNF(ACL-CNF)表(biao)面帶(dai)有較(jiao)為活潑的丙烯(xi)基團,能與其它(ta)單體的(de)雙鍵進行(xing)接枝(zhi)共聚反應(yīng),與(yu)水凝膠內(nèi)的其(qi)它高分子鏈之(zhi)間形成(cheng)了共價鍵,能(neng)提高復(fù)合水(shui)凝膠顆粒的(de)機械(xie)性能。

1、復(fù)合水凝(ning)膠顆粒的機械(xie)強度測定

儀器：上(shang)海騰拔質(zhì)(zhi)構(gòu)儀（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探頭：P/36R柱(zhu)形探頭

將復(fù)合水凝(ning)膠顆粒樣品(pin)放于柱(zhu)形探頭的(de)正下方，測試(shi)條件(jian)如下(xia)：

測試模式：單(dan)次測試(shi)

測試速(su)度：0.05mm/s

觸發(fā)力(li)：5gf

目標模(mo)式：形變 85%

可以(yi)用于(yu)測定復(fù)合水(shui)凝膠顆粒樣品(pin)的恢復(fù)性(xing)、是否破裂。