水凝(ning)膠是一種(zhong)軟、濕材(cai)料由三維(wei)聚合物網(wǎng)絡(luò)(luo)和大(da)量的(de)水組成。傳統(tǒng)(tong)水凝膠由(you)于形成(cheng)的聚(ju)合物網(wǎng)(wang)絡(luò)的不均勻性(xing)和缺乏有效的(de)能量耗散機(jī)(ji)制,導(dǎo)致水(shui)凝膠柔軟、脆(cui)弱、易(yi)碎通常沒有足(zu)夠的機(jī)械強(qiáng)度(du)來滿足實(shí)際工(gong)業(yè)和生物醫(yī)(yi)學(xué)應(yīng)用的(de)要求。

為了提(ti)升水(shui)凝膠的機(jī)械(xie)性能,將機(jī)(ji)械堅(jiān)(jian)固、高(gao)長徑比的納米(mi)級(jí)填料摻入(ru)聚合物基(ji)體中制備出(chu)了納米復(fù)合(he)水凝膠(jiao),由于其較大(da)的比(bi)表面(mian)積,可以提高所(suo)得到(dao)的復(fù)(fu)合材(cai)料的力(li)學(xué)性能(neng)、熱穩(wěn)(wen)定性和潤(run)脹性能。纖維(wei)素納米纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是(shi)一種納米級(jí)微(wei)細(xì)纖維(wei),具有較高的(de)機(jī)械強(qiáng)度和彈(dan)性模量(liang),可以在復(fù)(fu)合材料中(zhong)形成(cheng)較強(qiáng)的物理(li)纏結(jié)和網(wǎng)(wang)絡(luò)。含有CNF的納米(mi)復(fù)合水(shui)凝膠具有(you)較大的溶(rong)脹倍率(lv)和較高的(de)力學(xué)性能,CNF作(zuo)為聚(ju)合物(wu)水凝膠網(wǎng)(wang)絡(luò)的填(tian)料或者(zhe)補(bǔ)強(qiáng)(qiang)劑,在網(wǎng)(wang)絡(luò)中形成非共(gong)價(jià)鍵可以提(ti)高其力(li)學(xué)強(qiáng)度,但(dan)CNF與水(shui)凝膠基體之間(jian)的物理相互(hu)作用較(jiao)弱,增強(qiáng)作用(yong)通常較小(xiao),因?yàn)镃NF分子內(nèi)和(he)分子間存在較(jiao)強(qiáng)的氫鍵作用(yong),它限制了CNF 的反(fan)應(yīng)活性。因此(ci),引入CNF提高(gao)水凝(ning)膠機(jī)(ji)械強(qiáng)度的關(guān)(guan)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)生共(gong)價(jià)鍵(jian),從而使水凝(ning)膠具備(bei)更強(qiáng)的機(jī)械(xie)性能。丙烯酰(xian)氯改性的CNF(ACL-CNF)表面(mian)帶有較為活(huo)潑的(de)丙烯基團(tuán),能(neng)與其(qi)它單體的(de)雙鍵(jian)進(jìn)行接枝共聚(ju)反應(yīng),與水凝膠(jiao)內(nèi)的其它高(gao)分子鏈之間(jian)形成了共(gong)價(jià)鍵,能提高(gao)復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒的(de)機(jī)械性(xing)能。

1、復(fù)合水(shui)凝膠顆(ke)粒的(de)機(jī)械強(qiáng)度(du)測定(ding)

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

探頭：P/36R柱形探頭(tou)

將復(fù)合水(shui)凝膠顆粒(li)樣品放(fang)于柱形(xing)探頭的正(zheng)下方，測試條(tiao)件如下：

測試(shi)模式：單次(ci)測試

測試速度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式：形(xing)變 85%

可以用于測(ce)定復(fù)合水凝膠顆(ke)粒樣品的恢復(fù)(fu)性、是否破(po)裂。