水凝膠是(shi)一種(zhong)軟、濕(shi)材料由三維聚(ju)合物(wu)網(wǎng)絡(luò)(luo)和大(da)量的水組(zu)成。傳統(tǒng)水凝膠(jiao)由于形成的聚(ju)合物網(wǎng)絡(luò)的不(bu)均勻性和(he)缺乏有效的能(neng)量耗散(san)機(jī)制(zhi),導(dǎo)致水凝膠(jiao)柔軟、脆弱、易(yi)碎通常沒(mei)有足夠的(de)機(jī)械強(qiáng)度來(lai)滿足實(shí)際工(gong)業(yè)和生物(wu)醫(yī)學(xué)應(yīng)用的(de)要求。

為了提升(sheng)水凝膠的(de)機(jī)械性能,將(jiang)機(jī)械堅(jiān)固、高長(zhang)徑比(bi)的納米級(jí)填(tian)料摻(can)入聚(ju)合物(wu)基體中制(zhi)備出(chu)了納米復(fù)(fu)合水(shui)凝膠,由(you)于其較大的(de)比表面積,可以(yi)提高所得(de)到的復(fù)合材料(liao)的力學(xué)性能(neng)、熱穩(wěn)定(ding)性和潤(run)脹性能。纖維素(su)納米纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一種納米級(jí)(ji)微細(xì)(xi)纖維,具有較(jiao)高的機(jī)械強(qiáng)(qiang)度和彈性(xing)模量,可以在(zai)復(fù)合材料中(zhong)形成較(jiao)強(qiáng)的物理(li)纏結(jié)和網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有CNF的(de)納米(mi)復(fù)合水凝膠(jiao)具有較(jiao)大的溶(rong)脹倍率和(he)較高的力(li)學(xué)性能,CNF作為(wei)聚合物水凝膠(jiao)網(wǎng)絡(luò)的填料或(huo)者補(bǔ)強(qiáng)劑,在網(wǎng)(wang)絡(luò)中形成非共(gong)價(jià)鍵(jian)可以提高其(qi)力學(xué)強(qiáng)度,但CNF與(yu)水凝膠基體之(zhi)間的(de)物理相(xiang)互作(zuo)用較弱,增強(qiáng)(qiang)作用通常(chang)較小,因?yàn)镃NF分(fen)子內(nèi)和分(fen)子間存(cun)在較強(qiáng)的氫(qing)鍵作用(yong),它限制(zhi)了CNF 的反應(yīng)(ying)活性。因此,引(yin)入CNF提高(gao)水凝膠機(jī)械強(qiáng)(qiang)度的(de)關(guān)鍵(jian)是CNF能與水凝(ning)膠內(nèi)其它(ta)聚合物鏈(lian)發(fā)生化學(xué)交聯(lián)(lian)產(chǎn)生共價(jià)鍵,從(cong)而使水凝膠具(ju)備更(geng)強(qiáng)的機(jī)械(xie)性能。丙烯酰氯(lv)改性(xing)的CNF(ACL-CNF)表面帶(dai)有較為活潑(po)的丙烯基(ji)團(tuán),能與其它(ta)單體的雙(shuang)鍵進(jìn)行接(jie)枝共聚(ju)反應(yīng),與水(shui)凝膠內(nèi)的其(qi)它高分(fen)子鏈之間形(xing)成了共(gong)價(jià)鍵(jian),能提高復(fù)合(he)水凝膠顆(ke)粒的機(jī)械(xie)性能(neng)。

1、復(fù)合水凝膠顆(ke)粒的機(jī)械強(qiáng)度(du)測定

儀器(qi)：上海騰拔質(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(he)水凝(ning)膠顆(ke)粒樣(yang)品放(fang)于柱形探頭的(de)正下方，測試(shi)條件如下(xia)：

測試模式：單(dan)次測試

測試速度：0.05mm/s

觸發(fā)(fa)力：5gf

目標(biāo)模式：形(xing)變 85%

可以用于測定(ding)復(fù)合水凝膠顆(ke)粒樣品(pin)的恢復(fù)性、是否(fou)破裂。