水凝膠(jiao)是一種軟、濕材(cai)料由(you)三維聚合物網(wǎng)(wang)絡(luò)和大量的(de)水組成(cheng)。傳統(tǒng)水凝膠由(you)于形成的聚(ju)合物(wu)網(wǎng)絡(luò)的不(bu)均勻性和(he)缺乏有(you)效的能量耗散(san)機(jī)制,導(dǎo)(dao)致水凝(ning)膠柔軟、脆弱(ruo)、易碎通常沒有(you)足夠(gou)的機(jī)械(xie)強(qiáng)度(du)來滿(man)足實際工業(yè)和(he)生物醫(yī)(yi)學(xué)應(yīng)用的要(yao)求。

為了提升水(shui)凝膠的機(jī)械(xie)性能(neng),將機(jī)(ji)械堅(jian)固、高(gao)長徑比(bi)的納米級(ji)填料摻入(ru)聚合物基(ji)體中制備出(chu)了納米(mi)復(fù)合水凝膠(jiao),由于其較大(da)的比表面積,可(ke)以提(ti)高所得到的復(fù)(fu)合材料的力學(xué)(xue)性能、熱穩(wěn)定性(xing)和潤(run)脹性能。纖維(wei)素納米纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是(shi)一種納(na)米級微細(xì)纖維(wei),具有較高的機(jī)(ji)械強(qiáng)度(du)和彈性模(mo)量,可以在(zai)復(fù)合材料中形(xing)成較強(qiáng)的物理(li)纏結(jié)和(he)網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有CNF的納米復(fù)(fu)合水凝膠(jiao)具有較大的(de)溶脹倍(bei)率和(he)較高的力學(xué)(xue)性能(neng),CNF作為聚合物水(shui)凝膠網(wǎng)(wang)絡(luò)的(de)填料或(huo)者補(bǔ)強(qiáng)(qiang)劑,在網(wǎng)(wang)絡(luò)中(zhong)形成(cheng)非共價鍵可以(yi)提高(gao)其力學(xué)強(qiáng)(qiang)度,但CNF與水凝膠(jiao)基體之間(jian)的物(wu)理相互作用(yong)較弱(ruo),增強(qiáng)作用(yong)通常(chang)較小,因為(wei)CNF分子內(nèi)和分子(zi)間存在較(jiao)強(qiáng)的氫鍵作(zuo)用,它限制(zhi)了CNF 的(de)反應(yīng)活(huo)性。因此,引(yin)入CNF提高(gao)水凝(ning)膠機(jī)械強(qiáng)(qiang)度的關(guān)鍵(jian)是CNF能與水凝(ning)膠內(nèi)其它聚合(he)物鏈發(fā)生化(hua)學(xué)交聯(lián)產(chǎn)生(sheng)共價鍵(jian),從而使(shi)水凝膠具備(bei)更強(qiáng)(qiang)的機(jī)械性能。丙(bing)烯酰(xian)氯改性(xing)的CNF(ACL-CNF)表面帶有(you)較為活潑的丙(bing)烯基團(tuán)(tuan),能與(yu)其它單(dan)體的雙鍵進(jìn)行(xing)接枝共聚反(fan)應(yīng),與水凝膠內(nèi)(nei)的其它高分子(zi)鏈之(zhi)間形成了(le)共價鍵(jian),能提(ti)高復(fù)(fu)合水凝膠顆粒(li)的機(jī)(ji)械性(xing)能。

1、復(fù)合(he)水凝膠(jiao)顆粒的機(jī)械(xie)強(qiáng)度測定

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(tan)頭

將復(fù)合水(shui)凝膠顆粒樣(yang)品放于柱(zhu)形探頭(tou)的正下方，測(ce)試條(tiao)件如下：

測試(shi)模式：單次(ci)測試(shi)

測試速度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式(shi)：形變 85%

可以用于測定(ding)復(fù)合水凝膠顆(ke)粒樣品的恢復(fù)(fu)性、是否破(po)裂。