水凝膠是一(yi)種軟、濕(shi)材料由三維(wei)聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)和大量的(de)水組成。傳(chuan)統(tǒng)水凝膠由(you)于形成的(de)聚合(he)物網(wǎng)絡(luò)的不(bu)均勻性和缺(que)乏有(you)效的能量耗(hao)散機(jī)制,導(dǎo)(dao)致水凝膠柔(rou)軟、脆弱、易碎(sui)通常沒有足夠(gou)的機(jī)械強(qiáng)度(du)來滿足實(shi)際工業(yè)和生(sheng)物醫(yī)學(xué)應(yīng)用(yong)的要求。

為了提升水凝(ning)膠的(de)機(jī)械性能,將機(jī)(ji)械堅固、高長徑(jing)比的納米級(ji)填料摻入聚(ju)合物基體(ti)中制備出(chu)了納(na)米復(fù)合水(shui)凝膠,由于其(qi)較大的比(bi)表面(mian)積,可以提(ti)高所得到的(de)復(fù)合材料的力(li)學(xué)性能、熱穩(wěn)(wen)定性和潤(run)脹性能。纖維(wei)素納米纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一種納(na)米級(ji)微細(xì)纖維,具(ju)有較高的機(jī)(ji)械強(qiáng)(qiang)度和彈(dan)性模量,可(ke)以在復(fù)合材料(liao)中形(xing)成較強(qiáng)的物(wu)理纏結(jié)(jie)和網(wǎng)絡(luò)。含有CNF的(de)納米(mi)復(fù)合(he)水凝膠具(ju)有較大的(de)溶脹倍率(lv)和較高的力學(xué)(xue)性能,CNF作為(wei)聚合物(wu)水凝(ning)膠網(wǎng)絡(luò)(luo)的填料或(huo)者補(bǔ)(bu)強(qiáng)劑,在網(wǎng)絡(luò)(luo)中形成非共價(jia)鍵可以提(ti)高其力學(xué)強(qiáng)度(du),但CNF與水凝膠基(ji)體之間的物(wu)理相互作(zuo)用較(jiao)弱,增(zeng)強(qiáng)作用通常(chang)較小,因為(wei)CNF分子(zi)內(nèi)和分(fen)子間存在(zai)較強(qiáng)的氫(qing)鍵作用,它限制(zhi)了CNF 的反應(yīng)(ying)活性。因(yin)此,引(yin)入CNF提高水(shui)凝膠機(jī)械(xie)強(qiáng)度(du)的關(guān)鍵是CNF能與(yu)水凝膠內(nèi)(nei)其它聚合物(wu)鏈發(fā)生化學(xué)(xue)交聯(lián)產(chǎn)生共價(jia)鍵,從(cong)而使水凝膠具(ju)備更強(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(jiao)為活潑(po)的丙烯(xi)基團(tuán),能與其(qi)它單體的雙(shuang)鍵進(jìn)行接枝(zhi)共聚反應(yīng)(ying),與水凝膠內(nèi)的(de)其它高分子(zi)鏈之(zhi)間形成(cheng)了共價(jia)鍵,能(neng)提高復(fù)合水凝(ning)膠顆粒的機(jī)(ji)械性能。

1、復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒(li)的機(jī)械強(qiáng)度(du)測定(ding)

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

探頭：P/36R柱形探頭(tou)

將復(fù)合水凝(ning)膠顆粒樣品放(fang)于柱(zhu)形探(tan)頭的正(zheng)下方，測試條(tiao)件如下(xia)：

測試模式：單(dan)次測試(shi)

測試速度(du)：0.05mm/s

觸發(fā)(fa)力：5gf

目標(biāo)(biao)模式：形變(bian) 85%

可以用于測(ce)定復(fù)合水凝(ning)膠顆粒樣品的(de)恢復(fù)性、是否破(po)裂。