水凝膠(jiao)是一種軟、濕(shi)材料(liao)由三維(wei)聚合物網(wǎng)絡(luò)和(he)大量的水組(zu)成。傳統(tǒng)(tong)水凝膠由于(yu)形成的(de)聚合物網(wǎng)(wang)絡(luò)的不均勻性(xing)和缺乏有效的(de)能量耗散(san)機(jī)制,導(dǎo)(dao)致水(shui)凝膠柔軟(ruan)、脆弱、易(yi)碎通常沒有(you)足夠的(de)機(jī)械強(qiáng)度來(lai)滿足(zu)實(shí)際工(gong)業(yè)和生物醫(yī)學(xué)(xue)應(yīng)用的要求。

為了提(ti)升水凝膠(jiao)的機(jī)械性(xing)能,將機(jī)械(xie)堅(jiān)固、高長(zhǎng)徑(jing)比的納米(mi)級(jí)填料(liao)摻入(ru)聚合物基體(ti)中制(zhi)備出(chu)了納米(mi)復(fù)合水凝(ning)膠,由于(yu)其較大的比表(biao)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、熱穩(wěn)(wen)定性和潤(rùn)脹性(xing)能。纖維(wei)素納米纖(xian)絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一種納米(mi)級(jí)微(wei)細(xì)纖維,具有(you)較高的機(jī)械強(qiáng)(qiang)度和彈性模量(liang),可以(yi)在復(fù)(fu)合材料中形(xing)成較強(qiáng)(qiang)的物(wu)理纏結(jié)和(he)網(wǎng)絡(luò)。含有CNF的(de)納米復(fù)合水(shui)凝膠具有較大(da)的溶脹倍率和(he)較高的力(li)學(xué)性能,CNF作(zuo)為聚合物水(shui)凝膠網(wǎng)絡(luò)的(de)填料(liao)或者補(bǔ)(bu)強(qiáng)劑(ji),在網(wǎng)絡(luò)中形成(cheng)非共價(jià)鍵(jian)可以提高(gao)其力學(xué)強(qiáng)度(du),但CNF與水凝膠基(ji)體之間(jian)的物理(li)相互作用較(jiao)弱,增(zeng)強(qiáng)作(zuo)用通常較小(xiao),因?yàn)镃NF分(fen)子內(nèi)和分子(zi)間存在較強(qiáng)(qiang)的氫鍵作用(yong),它限(xian)制了CNF 的反(fan)應(yīng)活性(xing)。因此(ci),引入CNF提高水凝(ning)膠機(jī)(ji)械強(qiáng)度的(de)關(guān)鍵是CNF能(neng)與水凝膠(jiao)內(nèi)其(qi)它聚(ju)合物(wu)鏈發(fā)生化學(xué)(xue)交聯(lián)產(chǎn)生共價(jià)(jia)鍵,從而使(shi)水凝膠具備更(geng)強(qiáng)的機(jī)械(xie)性能(neng)。丙烯酰氯改(gai)性的CNF(ACL-CNF)表(biao)面帶有(you)較為活潑的丙(bing)烯基團(tuán),能與其(qi)它單體的(de)雙鍵進(jìn)(jin)行接枝共(gong)聚反應(yīng),與水(shui)凝膠內(nèi)的(de)其它高分(fen)子鏈之(zhi)間形成(cheng)了共價(jià)鍵(jian),能提高復(fù)合水(shui)凝膠顆(ke)粒的機(jī)械(xie)性能。

1、復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒的機(jī)(ji)械強(qiáng)(qiang)度測(cè)定

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

探頭：P/36R柱(zhu)形探頭(tou)

將復(fù)合水凝(ning)膠顆粒樣品放(fang)于柱形探頭的(de)正下方(fang)，測(cè)試條件如下(xia)：

測(cè)試模式：?jiǎn)?dan)次測(cè)試

測(cè)試速度：0.05mm/s

觸發(fā)(fa)力：5gf

目標(biāo)模式：形(xing)變 85%

可以用于測(cè)定(ding)復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒(li)樣品的(de)恢復(fù)性(xing)、是否(fou)破裂。