水凝膠(jiao)是一(yi)種軟(ruan)、濕材料由(you)三維聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)和大量的(de)水組(zu)成。傳(chuan)統(tǒng)水凝(ning)膠由于形(xing)成的聚(ju)合物網(wǎng)(wang)絡(luò)的(de)不均勻性和(he)缺乏(fa)有效的(de)能量耗散(san)機(jī)制,導(dǎo)(dao)致水(shui)凝膠柔(rou)軟、脆弱、易(yi)碎通常沒(méi)有足(zu)夠的(de)機(jī)械強(qiáng)(qiang)度來(lái)滿足(zu)實(shí)際工業(yè)(ye)和生(sheng)物醫(yī)學(xué)應(yīng)用(yong)的要求(qiu)。

為了提(ti)升水(shui)凝膠的機(jī)械性(xing)能,將機(jī)械堅(jiān)固(gu)、高長(zhǎng)徑比的(de)納米級(jí)填(tian)料摻入聚合物(wu)基體中(zhong)制備出(chu)了納米復(fù)(fu)合水(shui)凝膠,由于(yu)其較(jiao)大的(de)比表面(mian)積,可以提高(gao)所得到的復(fù)合(he)材料的力學(xué)(xue)性能、熱穩(wěn)定(ding)性和潤(rùn)脹(zhang)性能。纖維素(su)納米纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一種納米(mi)級(jí)微細(xì)纖維(wei),具有較高的(de)機(jī)械(xie)強(qiáng)度和彈性模(mo)量,可(ke)以在復(fù)合(he)材料中形成(cheng)較強(qiáng)的物(wu)理纏結(jié)和網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有CNF的納米(mi)復(fù)合水凝(ning)膠具有較(jiao)大的(de)溶脹倍(bei)率和較(jiao)高的(de)力學(xué)(xue)性能(neng),CNF作為聚合(he)物水凝膠網(wǎng)(wang)絡(luò)的填(tian)料或者補(bǔ)強(qiáng)(qiang)劑,在網(wǎng)絡(luò)(luo)中形成非共價(jià)(jia)鍵可以提高其(qi)力學(xué)強(qiáng)度,但CNF與(yu)水凝膠(jiao)基體之間的(de)物理相互作用(yong)較弱,增(zeng)強(qiáng)作用通常較(jiao)小,因?yàn)?wei)CNF分子內(nèi)(nei)和分子間(jian)存在較(jiao)強(qiáng)的氫(qing)鍵作(zuo)用,它限(xian)制了(le)CNF 的反應(yīng)活(huo)性。因此(ci),引入(ru)CNF提高水凝(ning)膠機(jī)(ji)械強(qiáng)度的關(guān)鍵(jian)是CNF能與(yu)水凝膠(jiao)內(nèi)其它(ta)聚合物鏈發(fā)生(sheng)化學(xué)交(jiao)聯(lián)產(chǎn)生共(gong)價(jià)鍵,從而使水(shui)凝膠具備(bei)更強(qiáng)的(de)機(jī)械(xie)性能。丙(bing)烯酰氯改性的(de)CNF(ACL-CNF)表面(mian)帶有較(jiao)為活潑的(de)丙烯基團(tuán),能(neng)與其(qi)它單體的雙鍵(jian)進(jìn)行(xing)接枝共聚反(fan)應(yīng),與(yu)水凝膠內(nèi)(nei)的其它高分子(zi)鏈之間形(xing)成了(le)共價(jià)(jia)鍵,能提(ti)高復(fù)合(he)水凝膠顆粒(li)的機(jī)械性能(neng)。

1、復(fù)合(he)水凝膠(jiao)顆粒(li)的機(jī)械強(qiáng)度測(cè)(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(shui)凝膠顆粒樣品(pin)放于(yu)柱形探頭的(de)正下方，測(cè)(ce)試條件如下：

測(cè)試模式：?jiǎn)?dan)次測(cè)試(shi)

測(cè)試速度：0.05mm/s

觸發(fā)力(li)：5gf

目標(biāo)模式：形(xing)變 85%

可以用(yong)于測(cè)定(ding)復(fù)合(he)水凝膠(jiao)顆粒(li)樣品(pin)的恢復(fù)性(xing)、是否破裂。