水凝膠是(shi)一種(zhong)軟、濕材(cai)料由三維聚合(he)物網(wǎng)(wang)絡(luò)和(he)大量的水(shui)組成。傳統(tǒng)(tong)水凝膠由(you)于形成的聚(ju)合物網(wǎng)絡(luò)的(de)不均勻性(xing)和缺乏有效的(de)能量耗散機(jī)制(zhi),導(dǎo)致水凝膠(jiao)柔軟、脆弱(ruo)、易碎(sui)通常沒有足(zu)夠的機(jī)械(xie)強(qiáng)度(du)來滿足(zu)實際工業(yè)和生(sheng)物醫(yī)(yi)學(xué)應(yīng)用的(de)要求(qiu)。

為了提升(sheng)水凝膠的機(jī)(ji)械性能,將(jiang)機(jī)械堅固、高(gao)長徑比的納(na)米級填料(liao)摻入聚(ju)合物基體中(zhong)制備(bei)出了納米(mi)復(fù)合水凝(ning)膠,由(you)于其較(jiao)大的比表(biao)面積,可(ke)以提高(gao)所得到的(de)復(fù)合材料的(de)力學(xué)性能(neng)、熱穩(wěn)定性和潤(run)脹性能。纖(xian)維素納米(mi)纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一(yi)種納(na)米級(ji)微細(xì)纖維,具(ju)有較高的機(jī)(ji)械強(qiáng)度和(he)彈性模量(liang),可以在復(fù)(fu)合材料中形成(cheng)較強(qiáng)(qiang)的物理纏結(jié)(jie)和網(wǎng)絡(luò)。含(han)有CNF的納米(mi)復(fù)合(he)水凝膠具有(you)較大的溶脹(zhang)倍率(lv)和較高的力學(xué)(xue)性能,CNF作(zuo)為聚合物(wu)水凝(ning)膠網(wǎng)絡(luò)的填料(liao)或者(zhe)補(bǔ)強(qiáng)劑,在網(wǎng)絡(luò)(luo)中形(xing)成非共價鍵可(ke)以提高其力學(xué)(xue)強(qiáng)度,但CNF與水凝(ning)膠基(ji)體之間的物理(li)相互作用較(jiao)弱,增強(qiáng)作用(yong)通常(chang)較小(xiao),因為(wei)CNF分子內(nèi)(nei)和分子間存在(zai)較強(qiáng)的氫(qing)鍵作用,它限制(zhi)了CNF 的反(fan)應(yīng)活性。因此,引(yin)入CNF提(ti)高水凝(ning)膠機(jī)械強(qiáng)度(du)的關(guān)鍵(jian)是CNF能與水(shui)凝膠內(nèi)其它聚(ju)合物鏈(lian)發(fā)生(sheng)化學(xué)(xue)交聯(lián)產(chǎn)(chan)生共價鍵,從(cong)而使(shi)水凝膠具備(bei)更強(qiáng)的機(jī)械性(xing)能。丙烯酰氯(lv)改性(xing)的CNF(ACL-CNF)表面帶有(you)較為活潑(po)的丙烯基團(tuán)(tuan),能與(yu)其它單體(ti)的雙鍵進(jìn)行(xing)接枝共(gong)聚反應(yīng),與水(shui)凝膠內(nèi)(nei)的其它(ta)高分子(zi)鏈之間形(xing)成了共(gong)價鍵(jian),能提(ti)高復(fù)合水凝(ning)膠顆粒的機(jī)械(xie)性能。

1、復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒的機(jī)械(xie)強(qiáng)度測定

儀器(qi)：上海騰拔質(zhì)構(gòu)(gou)儀（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(pin)放于柱形探頭(tou)的正(zheng)下方(fang)，測試條(tiao)件如下：

測試模式：單(dan)次測試

測試速(su)度：0.05mm/s

觸發(fā)力(li)：5gf

目標(biāo)模式：形變(bian) 85%

可以(yi)用于(yu)測定復(fù)合水(shui)凝膠(jiao)顆粒(li)樣品(pin)的恢復(fù)(fu)性、是(shi)否破裂(lie)。