水凝膠是一種(zhong)軟、濕材料由三(san)維聚合(he)物網(wǎng)絡(luò)(luo)和大量的水(shui)組成。傳(chuan)統(tǒng)水凝膠由于(yu)形成(cheng)的聚合物網(wǎng)絡(luò)(luo)的不均勻性和(he)缺乏有(you)效的(de)能量耗散(san)機(jī)制(zhi),導(dǎo)致水(shui)凝膠(jiao)柔軟、脆弱(ruo)、易碎(sui)通常(chang)沒(méi)有(you)足夠(gou)的機(jī)械(xie)強(qiáng)度來(lái)滿足(zu)實(shí)際工業(yè)和生(sheng)物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的(de)要求。

為了提(ti)升水凝膠的機(jī)(ji)械性能,將機(jī)(ji)械堅(jiān)固(gu)、高長(zhǎng)徑比的(de)納米級(jí)填料(liao)摻入聚合(he)物基體(ti)中制備(bei)出了納米復(fù)合(he)水凝膠,由于(yu)其較大的(de)比表面(mian)積,可以提高所(suo)得到的復(fù)(fu)合材(cai)料的力學(xué)(xue)性能、熱穩(wěn)(wen)定性和潤(rùn)脹性(xing)能。纖維素納米(mi)纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一種納米級(jí)(ji)微細(xì)纖維,具有(you)較高的機(jī)(ji)械強(qiáng)(qiang)度和彈(dan)性模量,可以在(zai)復(fù)合(he)材料中形成較(jiao)強(qiáng)的物理(li)纏結(jié)(jie)和網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有CNF的納米(mi)復(fù)合(he)水凝(ning)膠具有(you)較大(da)的溶(rong)脹倍率和較(jiao)高的力(li)學(xué)性能,CNF作(zuo)為聚合物水凝(ning)膠網(wǎng)(wang)絡(luò)的填(tian)料或者補(bǔ)強(qiáng)劑(ji),在網(wǎng)(wang)絡(luò)中形成非(fei)共價(jià)鍵可(ke)以提高其力學(xué)(xue)強(qiáng)度,但CNF與水(shui)凝膠基體(ti)之間的物理相(xiang)互作用較弱,增(zeng)強(qiáng)作用通(tong)常較(jiao)小,因?yàn)镃NF分子內(nèi)(nei)和分子間存在(zai)較強(qiáng)的氫(qing)鍵作用(yong),它限制了CNF 的反(fan)應(yīng)活(huo)性。因此,引(yin)入CNF提高水凝膠(jiao)機(jī)械強(qiáng)度的關(guān)(guan)鍵是(shi)CNF能與水(shui)凝膠內(nèi)其它聚(ju)合物鏈發(fā)生(sheng)化學(xué)(xue)交聯(lián)產(chǎn)生(sheng)共價(jià)鍵,從而(er)使水凝膠(jiao)具備更強(qiáng)(qiang)的機(jī)械性能。丙(bing)烯酰氯改(gai)性的CNF(ACL-CNF)表面帶(dai)有較為活潑的(de)丙烯基團(tuán)(tuan),能與其它(ta)單體(ti)的雙鍵(jian)進(jìn)行(xing)接枝共聚(ju)反應(yīng),與水凝(ning)膠內(nèi)的其它(ta)高分子(zi)鏈之間(jian)形成了共價(jià)鍵(jian),能提高復(fù)合水(shui)凝膠顆粒的(de)機(jī)械(xie)性能。

1、復(fù)合水凝(ning)膠顆粒(li)的機(jī)械強(qiáng)(qiang)度測(cè)定

儀器：上海(hai)騰拔質(zhì)構(gòu)儀（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探頭：P/36R柱形(xing)探頭

將復(fù)合水凝(ning)膠顆(ke)粒樣品(pin)放于柱(zhu)形探頭(tou)的正下方(fang)，測(cè)試條件如(ru)下：

測(cè)試模式：?jiǎn)未?ci)測(cè)試

測(cè)試速度(du)：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)(biao)模式(shi)：形變 85%

可以用(yong)于測(cè)定復(fù)合(he)水凝膠顆粒(li)樣品的恢復(fù)性(xing)、是否破裂(lie)。