水凝膠是一種(zhong)軟、濕材(cai)料由三維聚(ju)合物網(wǎng)絡(luò)(luo)和大量的(de)水組成。傳統(tǒng)水(shui)凝膠由于形成(cheng)的聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)(luo)的不均勻性(xing)和缺乏有(you)效的(de)能量耗散(san)機制(zhi),導(dǎo)致水凝(ning)膠柔(rou)軟、脆弱、易碎(sui)通常沒(mei)有足夠(gou)的機械強(qiang)度來(lai)滿足實(shi)際工業(yè)(ye)和生(sheng)物醫(yī)學(xué)(xue)應(yīng)用的要求(qiu)。

為了提(ti)升水(shui)凝膠的機(ji)械性能,將機械(xie)堅固、高長徑(jing)比的納(na)米級填料摻(can)入聚(ju)合物基體中(zhong)制備出了(le)納米復(fù)合水(shui)凝膠,由于(yu)其較大的(de)比表面積,可(ke)以提高所得(de)到的復(fù)合(he)材料的(de)力學(xué)性能、熱(re)穩(wěn)定性和(he)潤脹性能(neng)。纖維素(su)納米纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是(shi)一種(zhong)納米級微細纖(xian)維,具有較高(gao)的機(ji)械強度(du)和彈性模量,可(ke)以在復(fù)合(he)材料中形成較(jiao)強的(de)物理(li)纏結(jié)(jie)和網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有CNF的納(na)米復(fù)合水凝膠(jiao)具有較大的(de)溶脹(zhang)倍率和較高的(de)力學(xué)性能,CNF作為(wei)聚合物水(shui)凝膠網(wǎng)絡(luò)(luo)的填料或者補(bu)強劑(ji),在網(wǎng)(wang)絡(luò)中形成非共(gong)價鍵可(ke)以提高其(qi)力學(xué)強度(du),但CNF與水凝(ning)膠基體之(zhi)間的物(wu)理相互作用(yong)較弱(ruo),增強作用通常(chang)較小,因為CNF分子(zi)內(nèi)和分子間(jian)存在較強的(de)氫鍵作用,它限(xian)制了(le)CNF 的反應(yīng)活(huo)性。因(yin)此,引入CNF提高水(shui)凝膠機(ji)械強度的關(guān)鍵(jian)是CNF能與(yu)水凝膠(jiao)內(nèi)其它聚合(he)物鏈發(fā)生化(hua)學(xué)交聯(lián)產(chǎn)(chan)生共價鍵(jian),從而使水凝(ning)膠具備更強的(de)機械性能。丙烯(xi)酰氯(lv)改性的CNF(ACL-CNF)表面帶(dai)有較為活潑的(de)丙烯(xi)基團(tuan),能與其它單(dan)體的雙鍵進行(xing)接枝共聚反應(yīng)(ying),與水凝膠內(nèi)(nei)的其(qi)它高(gao)分子鏈之(zhi)間形成了共價(jia)鍵,能提高復(fù)(fu)合水凝膠顆(ke)粒的機械性(xing)能。

1、復(fù)合水凝(ning)膠顆粒的(de)機械強度測(ce)定

儀器：上(shang)海騰拔(ba)質(zhì)構(gòu)(gou)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)膠顆粒(li)樣品放于(yu)柱形探(tan)頭的正(zheng)下方，測試條(tiao)件如下：

測試(shi)模式(shi)：單次測試(shi)

測試速度：0.05mm/s

觸發(fā)(fa)力：5gf

目標模式(shi)：形變 85%

可以用于(yu)測定(ding)復(fù)合(he)水凝膠顆粒(li)樣品的(de)恢復(fù)(fu)性、是(shi)否破裂。