水凝膠是一(yi)種軟、濕(shi)材料由三(san)維聚合物網(wǎng)(wang)絡(luò)和大量的(de)水組成。傳(chuan)統(tǒng)水凝膠由(you)于形成的聚合(he)物網(wǎng)絡(luò)的(de)不均勻性和缺(que)乏有效的(de)能量耗散機(jī)(ji)制,導(dǎo)致水(shui)凝膠柔軟(ruan)、脆弱、易碎通(tong)常沒有足夠的(de)機(jī)械強(qiáng)度(du)來滿足實(shí)(shi)際工業(yè)和(he)生物(wu)醫(yī)學(xué)應(yīng)用的(de)要求。

為了提升水凝(ning)膠的(de)機(jī)械性能,將(jiang)機(jī)械(xie)堅(jiān)固、高(gao)長(zhǎng)徑比的納(na)米級(jí)填料摻入(ru)聚合物基體中(zhong)制備出了納(na)米復(fù)合(he)水凝膠,由(you)于其較(jiao)大的比表(biao)面積,可以提高(gao)所得到(dao)的復(fù)合材料(liao)的力學(xué)性能、熱(re)穩(wěn)定性和潤(rùn)脹(zhang)性能(neng)。纖維素納米(mi)纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是(shi)一種納(na)米級(jí)微細(xì)(xi)纖維,具有較高(gao)的機(jī)械(xie)強(qiáng)度和彈(dan)性模量,可以在(zai)復(fù)合材料(liao)中形成較(jiao)強(qiáng)的物理纏(chan)結(jié)和網(wǎng)(wang)絡(luò)。含有(you)CNF的納(na)米復(fù)(fu)合水(shui)凝膠具有(you)較大的(de)溶脹倍率(lv)和較高的力(li)學(xué)性能(neng),CNF作為聚(ju)合物水凝膠(jiao)網(wǎng)絡(luò)的填(tian)料或者補(bǔ)強(qiáng)(qiang)劑,在網(wǎng)(wang)絡(luò)中形成非(fei)共價(jià)鍵可(ke)以提高(gao)其力學(xué)強(qiáng)度(du),但CNF與水凝(ning)膠基體之(zhi)間的物理相互(hu)作用較弱,增(zeng)強(qiáng)作用通(tong)常較(jiao)小,因(yin)為CNF分子內(nèi)和分(fen)子間(jian)存在較強(qiáng)(qiang)的氫(qing)鍵作用,它限(xian)制了CNF 的反應(yīng)活(huo)性。因此,引入(ru)CNF提高水凝(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)它聚合物鏈(lian)發(fā)生化學(xué)交聯(lián)(lian)產(chǎn)生(sheng)共價(jià)鍵(jian),從而(er)使水(shui)凝膠具備更強(qiáng)(qiang)的機(jī)械(xie)性能。丙烯酰(xian)氯改(gai)性的CNF(ACL-CNF)表面帶有(you)較為活潑的(de)丙烯基(ji)團(tuán),能與(yu)其它單體的雙(shuang)鍵進(jìn)行(xing)接枝共聚(ju)反應(yīng),與水凝膠(jiao)內(nèi)的其它高分(fen)子鏈之間(jian)形成了共價(jià)鍵(jian),能提(ti)高復(fù)合水凝(ning)膠顆粒(li)的機(jī)械性能(neng)。

1、復(fù)合水凝膠顆(ke)粒的機(jī)械強(qiáng)(qiang)度測(cè)(ce)定

儀器：上海騰拔(ba)質(zhì)構(gòu)儀(yi)（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探頭(tou)：P/36R柱形探頭

將復(fù)合水(shui)凝膠顆(ke)粒樣品(pin)放于柱形探頭(tou)的正下方，測(cè)(ce)試條件如下：

測(cè)試模式：?jiǎn)未?ci)測(cè)試

測(cè)試速(su)度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式：形變(bian) 85%

可以用于測(cè)(ce)定復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒樣(yang)品的恢復(fù)性(xing)、是否(fou)破裂。