水凝膠(jiao)是一種軟、濕(shi)材料由三維(wei)聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)(luo)和大量(liang)的水組成。傳(chuan)統(tǒng)水凝(ning)膠由于形成(cheng)的聚合物網(wǎng)(wang)絡(luò)的不(bu)均勻性(xing)和缺乏有(you)效的能(neng)量耗散(san)機(jī)制(zhi),導(dǎo)致水凝(ning)膠柔軟、脆弱、易(yi)碎通常沒有(you)足夠(gou)的機(jī)械強(qiáng)(qiang)度來滿(man)足實(shí)際工業(yè)(ye)和生(sheng)物醫(yī)學(xué)(xue)應(yīng)用(yong)的要(yao)求。

為了提升水凝(ning)膠的機(jī)(ji)械性(xing)能,將機(jī)械堅(jiān)固(gu)、高長徑比的納(na)米級(jí)填料摻(can)入聚(ju)合物基體中(zhong)制備出了納(na)米復(fù)合(he)水凝膠,由于(yu)其較大的(de)比表面積(ji),可以提高(gao)所得到的(de)復(fù)合(he)材料的力(li)學(xué)性能、熱穩(wěn)(wen)定性和潤脹(zhang)性能。纖維(wei)素納米纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一種(zhong)納米級(jí)微細(xì)(xi)纖維(wei),具有較高(gao)的機(jī)械強(qiáng)度(du)和彈(dan)性模量,可(ke)以在復(fù)合材(cai)料中(zhong)形成較強(qiáng)的物(wu)理纏(chan)結(jié)和(he)網(wǎng)絡(luò)。含有CNF的納(na)米復(fù)(fu)合水凝膠具有(you)較大的溶(rong)脹倍(bei)率和較高的力(li)學(xué)性能,CNF作(zuo)為聚合物水(shui)凝膠網(wǎng)絡(luò)(luo)的填(tian)料或者(zhe)補(bǔ)強(qiáng)劑,在網(wǎng)絡(luò)(luo)中形成非共價(jià)(jia)鍵可以(yi)提高(gao)其力學(xué)強(qiáng)(qiang)度,但CNF與水(shui)凝膠(jiao)基體之間的(de)物理相互作用(yong)較弱,增強(qiáng)作(zuo)用通常較小,因(yin)為CNF分(fen)子內(nèi)(nei)和分子間(jian)存在(zai)較強(qiáng)的氫鍵(jian)作用,它限制了(le)CNF 的反應(yīng)(ying)活性。因此,引(yin)入CNF提(ti)高水凝膠(jiao)機(jī)械強(qiáng)度的關(guān)(guan)鍵是CNF能與水(shui)凝膠內(nèi)(nei)其它聚(ju)合物鏈發(fā)生化(hua)學(xué)交聯(lián)產(chǎn)生共(gong)價(jià)鍵,從而(er)使水凝(ning)膠具備更強(qiáng)(qiang)的機(jī)械性能。丙(bing)烯酰氯(lv)改性的CNF(ACL-CNF)表面(mian)帶有(you)較為活潑(po)的丙(bing)烯基團(tuán),能(neng)與其它單體的(de)雙鍵進(jìn)行接枝(zhi)共聚反(fan)應(yīng),與水凝膠內(nèi)(nei)的其它高(gao)分子鏈之間(jian)形成了共價(jià)鍵(jian),能提高復(fù)合(he)水凝膠顆粒的(de)機(jī)械性(xing)能。

1、復(fù)合(he)水凝膠顆(ke)粒的機(jī)械強(qiáng)度(du)測(cè)定

儀器：上海騰(teng)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)(fu)合水凝膠(jiao)顆粒樣品(pin)放于柱(zhu)形探頭的正下(xia)方，測(cè)(ce)試條件如下(xia)：

測(cè)試模(mo)式：?jiǎn)?dan)次測(cè)試

測(cè)試速(su)度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)(biao)模式：形(xing)變 85%

可以用于測(cè)(ce)定復(fù)合水凝膠顆(ke)粒樣品的恢復(fù)(fu)性、是否破裂(lie)。