水凝(ning)膠是一種軟、濕(shi)材料由(you)三維聚合物網(wǎng)(wang)絡(luò)和大量的水(shui)組成(cheng)。傳統(tǒng)水(shui)凝膠由(you)于形成的聚合(he)物網(wǎng)絡(luò)的(de)不均(jun)勻性和(he)缺乏(fa)有效的(de)能量耗散機制(zhi),導致水凝膠(jiao)柔軟(ruan)、脆弱、易碎通常(chang)沒有足夠的機(ji)械強度(du)來滿足實際工(gong)業(yè)和生物醫(yī)(yi)學應用的要求(qiu)。

為了(le)提升水凝膠(jiao)的機械(xie)性能,將機械(xie)堅固、高長徑(jing)比的納米(mi)級填(tian)料摻入聚(ju)合物基(ji)體中制備出了(le)納米(mi)復合水(shui)凝膠,由于其較(jiao)大的比表面(mian)積,可以提高(gao)所得到(dao)的復合(he)材料的力學性(xing)能、熱穩(wěn)定性(xing)和潤脹性能。纖(xian)維素(su)納米纖(xian)絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一(yi)種納米(mi)級微細纖維(wei),具有(you)較高的機(ji)械強度和彈(dan)性模量,可(ke)以在復合材料(liao)中形成較強(qiang)的物理纏結(jié)和(he)網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有(you)CNF的納米復合水(shui)凝膠具有較大(da)的溶脹(zhang)倍率和較高(gao)的力(li)學性能(neng),CNF作為聚合物(wu)水凝膠網(wǎng)絡(luò)(luo)的填料或(huo)者補強劑(ji),在網(wǎng)(wang)絡(luò)中形成非(fei)共價鍵可以(yi)提高其力學強(qiang)度,但CNF與水凝膠(jiao)基體之(zhi)間的物理相互(hu)作用較(jiao)弱,增強(qiang)作用通常較小(xiao),因為CNF分子(zi)內(nèi)和分子間(jian)存在較強的氫(qing)鍵作用,它限制(zhi)了CNF 的反應(ying)活性。因此,引(yin)入CNF提高(gao)水凝膠機械強(qiang)度的關(guān)(guan)鍵是CNF能與(yu)水凝膠(jiao)內(nèi)其它聚合物(wu)鏈發(fā)生化學(xue)交聯(lián)產(chǎn)生共價(jia)鍵,從而使水(shui)凝膠具(ju)備更強的機(ji)械性能。丙(bing)烯酰氯改性的(de)CNF(ACL-CNF)表面帶有(you)較為活潑的丙(bing)烯基團(tuan),能與其它單體(ti)的雙鍵進(jin)行接枝共聚反(fan)應,與(yu)水凝膠內(nèi)的(de)其它高分子(zi)鏈之間(jian)形成了共(gong)價鍵(jian),能提高復(fu)合水凝膠顆(ke)粒的機械性(xing)能。

1、復合水凝膠顆(ke)粒的機械強度(du)測定

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)

將復合水凝(ning)膠顆粒樣品放(fang)于柱(zhu)形探頭的正下(xia)方，測試條件(jian)如下：

測試(shi)模式：單次(ci)測試

測試速度：0.05mm/s

觸發(fā)(fa)力：5gf

目標模式：形變(bian) 85%

可以用(yong)于測定(ding)復合水(shui)凝膠顆粒(li)樣品的(de)恢復(fu)性、是否破(po)裂。