水凝膠是一(yi)種軟、濕(shi)材料由三(san)維聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)和大量的(de)水組(zu)成。傳統(tǒng)水凝(ning)膠由于形成的(de)聚合(he)物網(wǎng)絡(luò)(luo)的不均(jun)勻性和缺乏(fa)有效的能量耗(hao)散機(jī)制,導(dǎo)致水(shui)凝膠柔軟、脆(cui)弱、易(yi)碎通(tong)常沒(méi)有足夠(gou)的機(jī)械強(qiáng)(qiang)度來(lái)滿足(zu)實(shí)際工業(yè)(ye)和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)(ying)用的要求(qiu)。

為了提(ti)升水(shui)凝膠的機(jī)(ji)械性(xing)能,將機(jī)械堅(jiān)固(gu)、高長(zhǎng)徑比(bi)的納米(mi)級(jí)填料摻入聚(ju)合物基體中(zhong)制備出了納(na)米復(fù)合水凝膠(jiao),由于其較大的(de)比表(biao)面積(ji),可以(yi)提高所得到(dao)的復(fù)合材料(liao)的力學(xué)性能(neng)、熱穩(wěn)定(ding)性和潤(rùn)脹(zhang)性能(neng)。纖維素納米(mi)纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一(yi)種納米(mi)級(jí)微細(xì)纖(xian)維,具有較高(gao)的機(jī)械強(qiáng)(qiang)度和彈(dan)性模量,可(ke)以在復(fù)合(he)材料中形成(cheng)較強(qiáng)的物理纏(chan)結(jié)和網(wǎng)絡(luò)。含有(you)CNF的納米(mi)復(fù)合水凝膠具(ju)有較大的(de)溶脹倍率和較(jiao)高的力學(xué)(xue)性能,CNF作為聚(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)中形成非(fei)共價(jià)鍵可(ke)以提(ti)高其力學(xué)強(qiáng)度(du),但CNF與水凝膠(jiao)基體之間的(de)物理相(xiang)互作用較(jiao)弱,增強(qiáng)作用(yong)通常(chang)較小(xiao),因?yàn)?wei)CNF分子內(nèi)和分(fen)子間存(cun)在較(jiao)強(qiáng)的氫(qing)鍵作用(yong),它限制(zhi)了CNF 的反應(yīng)活性(xing)。因此,引(yin)入CNF提高水(shui)凝膠機(jī)械強(qiáng)(qiang)度的關(guān)(guan)鍵是CNF能與(yu)水凝膠(jiao)內(nèi)其它聚合(he)物鏈發(fā)生化學(xué)(xue)交聯(lián)產(chǎn)生共價(jià)(jia)鍵,從而(er)使水凝(ning)膠具備更(geng)強(qiáng)的(de)機(jī)械性能。丙烯(xi)酰氯改性的CNF(ACL-CNF)表(biao)面帶有較(jiao)為活潑的(de)丙烯基(ji)團(tuán),能與其它單(dan)體的(de)雙鍵進(jìn)行接(jie)枝共聚(ju)反應(yīng),與水(shui)凝膠內(nèi)的(de)其它高分子鏈(lian)之間(jian)形成(cheng)了共(gong)價(jià)鍵,能提高復(fù)(fu)合水凝膠(jiao)顆粒的機(jī)械(xie)性能。

1、復(fù)合水凝(ning)膠顆粒的機(jī)(ji)械強(qiáng)度測(cè)定

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

探頭：P/36R柱形探頭(tou)

將復(fù)合水(shui)凝膠顆粒(li)樣品放(fang)于柱形探頭(tou)的正下方(fang)，測(cè)試條件如(ru)下：

測(cè)試(shi)模式：?jiǎn)未螠y(cè)(ce)試

測(cè)試速(su)度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式：形(xing)變 85%

可以用于測(cè)定(ding)復(fù)合(he)水凝膠(jiao)顆粒樣(yang)品的恢復(fù)性(xing)、是否破(po)裂。