水凝膠是一種(zhong)軟、濕材料由(you)三維聚合(he)物網(wǎng)絡(luò)和大(da)量的水組成。傳(chuan)統(tǒng)水凝膠由(you)于形(xing)成的聚合物網(wǎng)(wang)絡(luò)的(de)不均勻性和(he)缺乏有效(xiao)的能量耗散機(jī)(ji)制,導(dǎo)致水凝(ning)膠柔軟、脆(cui)弱、易碎(sui)通常(chang)沒有足夠的(de)機(jī)械強(qiáng)度(du)來滿足實(shí)際工(gong)業(yè)和生物醫(yī)學(xué)(xue)應(yīng)用的要求(qiu)。

為了提升水凝(ning)膠的(de)機(jī)械性(xing)能,將機(jī)械(xie)堅固、高長徑比(bi)的納(na)米級(ji)填料摻入聚(ju)合物基體中(zhong)制備出了納(na)米復(fù)合水凝(ning)膠,由于其較大(da)的比表面積,可(ke)以提高(gao)所得到(dao)的復(fù)合材料的(de)力學(xué)性能、熱穩(wěn)(wen)定性(xing)和潤脹性能。纖(xian)維素納(na)米纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一(yi)種納米級(ji)微細(xì)纖維,具(ju)有較高的(de)機(jī)械強(qiáng)度(du)和彈性模量(liang),可以在復(fù)合(he)材料(liao)中形成較強(qiáng)(qiang)的物理(li)纏結(jié)和網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有(you)CNF的納米復(fù)(fu)合水凝膠(jiao)具有較大的(de)溶脹倍(bei)率和較(jiao)高的力(li)學(xué)性能(neng),CNF作為聚合物水(shui)凝膠網(wǎng)絡(luò)的(de)填料或者(zhe)補(bǔ)強(qiáng)劑,在網(wǎng)(wang)絡(luò)中形成(cheng)非共(gong)價鍵(jian)可以提高其(qi)力學(xué)強(qiáng)度(du),但CNF與水(shui)凝膠基體之間(jian)的物理相互作(zuo)用較弱(ruo),增強(qiáng)作用(yong)通常(chang)較小,因?yàn)?wei)CNF分子(zi)內(nèi)和分子間存(cun)在較強(qiáng)的(de)氫鍵作用(yong),它限制了(le)CNF 的反應(yīng)活性(xing)。因此,引入CNF提高(gao)水凝(ning)膠機(jī)械強(qiáng)度(du)的關(guān)鍵是CNF能(neng)與水凝膠內(nèi)其(qi)它聚合物(wu)鏈發(fā)生(sheng)化學(xué)交聯(lián)產(chǎn)(chan)生共價鍵,從(cong)而使水凝(ning)膠具(ju)備更強(qiáng)的機(jī)(ji)械性(xing)能。丙烯酰氯改(gai)性的(de)CNF(ACL-CNF)表面帶有較(jiao)為活潑的丙(bing)烯基(ji)團(tuán),能與其(qi)它單(dan)體的雙鍵進(jìn)(jin)行接枝共聚(ju)反應(yīng),與(yu)水凝膠內(nèi)(nei)的其它高分(fen)子鏈之(zhi)間形成了(le)共價鍵,能提(ti)高復(fù)合水(shui)凝膠顆粒的機(jī)(ji)械性能。

1、復(fù)合(he)水凝膠顆(ke)粒的(de)機(jī)械強(qiáng)度(du)測定

儀器(qi)：上海騰拔(ba)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)合水凝(ning)膠顆粒(li)樣品放于柱形(xing)探頭(tou)的正下方(fang)，測試條件如(ru)下：

測試模式：單(dan)次測試(shi)

測試速度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式：形變(bian) 85%

可以用于(yu)測定復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒樣品的(de)恢復(fù)(fu)性、是否破(po)裂。