水凝膠(jiao)是一(yi)種軟、濕材(cai)料由三(san)維聚合物網(wǎng)絡(luo)和大量的水(shui)組成。傳統(tǒng)水(shui)凝膠由(you)于形成的聚合(he)物網(wǎng)絡的(de)不均(jun)勻性(xing)和缺乏(fa)有效的能量(liang)耗散機制,導致(zhi)水凝(ning)膠柔軟、脆弱、易(yi)碎通常沒(mei)有足夠(gou)的機械(xie)強度來滿(man)足實際(ji)工業(yè)和生物醫(yī)(yi)學應(ying)用的要求。

為了提升水(shui)凝膠的機械性(xing)能,將(jiang)機械(xie)堅固、高長(zhang)徑比的納(na)米級填(tian)料摻入聚(ju)合物基體中制(zhi)備出了納米復(fu)合水凝膠,由(you)于其較大的(de)比表(biao)面積,可以提高(gao)所得到(dao)的復合材料(liao)的力學(xue)性能、熱穩(wěn)定(ding)性和潤脹性能(neng)。纖維素(su)納米纖(xian)絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一種(zhong)納米(mi)級微細纖維,具(ju)有較高的機械(xie)強度和彈性模(mo)量,可以在復合(he)材料中形成較(jiao)強的物理纏(chan)結和網(wǎng)絡。含(han)有CNF的納米復(fu)合水凝膠具(ju)有較大的(de)溶脹倍率(lv)和較高的力學(xue)性能,CNF作為(wei)聚合物(wu)水凝膠(jiao)網(wǎng)絡的填料或(huo)者補強(qiang)劑,在網(wǎng)絡中形(xing)成非共(gong)價鍵可以提(ti)高其力學(xue)強度,但CNF與(yu)水凝膠(jiao)基體之間的(de)物理相互作(zuo)用較(jiao)弱,增強(qiang)作用(yong)通常較小(xiao),因為CNF分子內和(he)分子間存在較(jiao)強的(de)氫鍵作用(yong),它限制了CNF 的(de)反應活(huo)性。因此,引入CNF提(ti)高水凝膠(jiao)機械強度(du)的關鍵是CNF能與(yu)水凝(ning)膠內其它聚合(he)物鏈發(fā)生(sheng)化學交聯(lián)產(chan)生共(gong)價鍵,從而使(shi)水凝膠(jiao)具備更強的機(ji)械性能。丙(bing)烯酰氯(lv)改性的CNF(ACL-CNF)表面帶(dai)有較為活潑(po)的丙(bing)烯基團(tuan),能與其(qi)它單體的雙鍵(jian)進行接枝共聚(ju)反應,與(yu)水凝膠(jiao)內的(de)其它高分子鏈(lian)之間形成(cheng)了共價鍵,能(neng)提高復合水凝(ning)膠顆粒的機(ji)械性能。

1、復合水(shui)凝膠顆粒的(de)機械強度測(ce)定

儀器：上海(hai)騰拔質構儀（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探頭(tou)：P/36R柱形(xing)探頭

將復合水凝(ning)膠顆粒樣品(pin)放于柱形探頭(tou)的正下方(fang)，測試條件(jian)如下：

測試模式：單次(ci)測試

測試速度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標模式(shi)：形變 85%

可以用于(yu)測定復合(he)水凝膠(jiao)顆粒樣品的恢(hui)復性(xing)、是否破裂。