水凝膠(jiao)是一種軟(ruan)、濕材(cai)料由三維(wei)聚合物網(wǎng)絡(luò)和(he)大量的水(shui)組成(cheng)。傳統(tǒng)(tong)水凝膠由于形(xing)成的聚(ju)合物網(wǎng)絡(luò)的不(bu)均勻性和(he)缺乏(fa)有效(xiao)的能量耗散機(jī)(ji)制,導(dǎo)致(zhi)水凝膠柔軟(ruan)、脆弱、易碎(sui)通常沒有足(zu)夠的機(jī)械(xie)強(qiáng)度來滿足實(shí)(shi)際工業(yè)和(he)生物醫(yī)學(xué)(xue)應(yīng)用的要求。

為了提升(sheng)水凝膠的(de)機(jī)械性(xing)能,將機(jī)械堅(jiān)(jian)固、高長徑比的(de)納米級(jí)填料摻(can)入聚(ju)合物基(ji)體中制備出(chu)了納米復(fù)(fu)合水凝膠,由于(yu)其較(jiao)大的比表(biao)面積(ji),可以(yi)提高所得到(dao)的復(fù)合(he)材料的(de)力學(xué)性(xing)能、熱穩(wěn)(wen)定性和(he)潤脹(zhang)性能。纖維素納(na)米纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是(shi)一種納米級(jí)微(wei)細(xì)纖維,具有較(jiao)高的(de)機(jī)械強(qiáng)度(du)和彈性模量(liang),可以在復(fù)(fu)合材(cai)料中形成較(jiao)強(qiáng)的物理纏(chan)結(jié)和(he)網(wǎng)絡(luò)。含有(you)CNF的納米復(fù)合(he)水凝膠具(ju)有較大的溶(rong)脹倍率和較高(gao)的力(li)學(xué)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)(bu)強(qiáng)劑(ji),在網(wǎng)絡(luò)中(zhong)形成非共價(jià)鍵(jian)可以提高(gao)其力學(xué)(xue)強(qiáng)度,但(dan)CNF與水凝膠(jiao)基體(ti)之間(jian)的物理相(xiang)互作用(yong)較弱,增(zeng)強(qiáng)作用通常(chang)較小,因(yin)為CNF分子內(nèi)和分(fen)子間存在(zai)較強(qiáng)的氫鍵(jian)作用,它限制了(le)CNF 的反應(yīng)活性(xing)。因此(ci),引入(ru)CNF提高(gao)水凝膠機(jī)(ji)械強(qiáng)(qiang)度的關(guān)鍵是(shi)CNF能與水凝膠內(nèi)(nei)其它聚合(he)物鏈發(fā)生(sheng)化學(xué)交(jiao)聯(lián)產(chǎn)生(sheng)共價(jià)鍵,從而使(shi)水凝膠具備(bei)更強(qiáng)的機(jī)(ji)械性能。丙(bing)烯酰(xian)氯改性的CNF(ACL-CNF)表面(mian)帶有(you)較為活潑的(de)丙烯基團(tuán)(tuan),能與其它單體(ti)的雙鍵(jian)進(jìn)行(xing)接枝共聚反應(yīng)(ying),與水凝膠內(nèi)的(de)其它高(gao)分子(zi)鏈之間(jian)形成了(le)共價(jià)鍵,能提(ti)高復(fù)合水(shui)凝膠(jiao)顆粒(li)的機(jī)(ji)械性能。

1、復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒的機(jī)械強(qiáng)(qiang)度測(ce)定

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

探頭：P/36R柱形探頭(tou)

將復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒樣品放于(yu)柱形(xing)探頭的(de)正下方，測試條(tiao)件如下：

測試模式(shi)：單次測試

測試速度(du)：0.05mm/s

觸發(fā)(fa)力：5gf

目標(biāo)模式：形變(bian) 85%

可以用(yong)于測定復(fù)合水凝(ning)膠顆(ke)粒樣品的恢復(fù)(fu)性、是否破裂。