水凝膠是一(yi)種軟(ruan)、濕材料由三(san)維聚合物網(wǎng)絡(luò)(luo)和大量的水組(zu)成。傳統(tǒng)水凝膠(jiao)由于形成的聚(ju)合物(wu)網(wǎng)絡(luò)的不均勻(yun)性和缺乏(fa)有效的能(neng)量耗散機制,導(dǎo)(dao)致水凝膠柔軟(ruan)、脆弱、易碎(sui)通常(chang)沒有足夠的(de)機械(xie)強度(du)來滿足(zu)實際工業(yè)和生(sheng)物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的(de)要求。

為了(le)提升水凝膠的(de)機械性能,將(jiang)機械堅固(gu)、高長徑比的(de)納米級填(tian)料摻(can)入聚合物基(ji)體中制(zhi)備出(chu)了納米(mi)復(fù)合水凝膠(jiao),由于其較大的(de)比表(biao)面積,可以提高(gao)所得到的復(fù)(fu)合材料的(de)力學(xué)(xue)性能、熱穩(wěn)定性(xing)和潤脹(zhang)性能。纖維素(su)納米纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是(shi)一種納米級微(wei)細(xì)纖維(wei),具有較高的機(ji)械強度和彈性(xing)模量,可以(yi)在復(fù)合材料(liao)中形(xing)成較強的(de)物理(li)纏結(jié)(jie)和網(wǎng)絡(luò)。含(han)有CNF的納(na)米復(fù)合(he)水凝膠具(ju)有較大的(de)溶脹倍率和(he)較高的(de)力學(xué)(xue)性能,CNF作(zuo)為聚合(he)物水凝膠網(wǎng)(wang)絡(luò)的填料(liao)或者(zhe)補強劑(ji),在網(wǎng)(wang)絡(luò)中形成非共(gong)價鍵可(ke)以提高(gao)其力學(xué)強(qiang)度,但CNF與水凝膠(jiao)基體之間的物(wu)理相互作(zuo)用較弱,增強作(zuo)用通常較(jiao)小,因為CNF分子(zi)內(nèi)和分(fen)子間存(cun)在較(jiao)強的氫鍵作(zuo)用,它(ta)限制了CNF 的反應(yīng)(ying)活性。因此,引(yin)入CNF提高水凝膠(jiao)機械強(qiang)度的關(guān)鍵(jian)是CNF能與水凝膠(jiao)內(nèi)其它聚合(he)物鏈發(fā)生化學(xué)(xue)交聯(lián)(lian)產(chǎn)生共價鍵(jian),從而使(shi)水凝(ning)膠具備更強的(de)機械性能(neng)。丙烯酰(xian)氯改(gai)性的CNF(ACL-CNF)表(biao)面帶有較為(wei)活潑的丙烯(xi)基團,能(neng)與其它單(dan)體的雙(shuang)鍵進行(xing)接枝(zhi)共聚反應(yīng),與水(shui)凝膠內(nèi)(nei)的其它高(gao)分子(zi)鏈之間(jian)形成了共價(jia)鍵,能提高(gao)復(fù)合水凝膠顆(ke)粒的機械性(xing)能。

1、復(fù)合水(shui)凝膠顆粒的機(ji)械強度測定(ding)

儀器(qi)：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(tan)頭

將復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒樣品放(fang)于柱形探頭的(de)正下方，測試條(tiao)件如下：

測試模式：單次(ci)測試

測試速(su)度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式：形(xing)變 85%

可以用于測定(ding)復(fù)合水凝(ning)膠顆粒樣(yang)品的恢復(fù)性、是(shi)否破裂。