水凝(ning)膠是一(yi)種軟、濕材(cai)料由三(san)維聚合物網(wǎng)絡(luò)(luo)和大量(liang)的水(shui)組成。傳(chuan)統(tǒng)水凝膠(jiao)由于形成(cheng)的聚合物網(wǎng)絡(luò)(luo)的不均勻性(xing)和缺(que)乏有效(xiao)的能量耗散機(jī)(ji)制,導(dǎo)致(zhi)水凝(ning)膠柔軟、脆弱、易(yi)碎通常沒有(you)足夠的機(jī)(ji)械強(qiáng)度來滿(man)足實(shí)際工業(yè)和(he)生物醫(yī)學(xué)(xue)應(yīng)用(yong)的要求。

為了提(ti)升水凝膠的機(jī)(ji)械性(xing)能,將機(jī)械堅(jiān)固(gu)、高長徑(jing)比的納米(mi)級填料(liao)摻入(ru)聚合物基(ji)體中制備出(chu)了納米復(fù)合(he)水凝膠,由于(yu)其較大的比表(biao)面積,可以(yi)提高(gao)所得到的復(fù)(fu)合材料的力學(xué)(xue)性能、熱(re)穩(wěn)定性和潤(run)脹性能。纖維(wei)素納米纖(xian)絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一種(zhong)納米(mi)級微細(xì)纖維(wei),具有較高的(de)機(jī)械強(qiáng)(qiang)度和(he)彈性模量,可(ke)以在(zai)復(fù)合材(cai)料中形成較強(qiáng)(qiang)的物理纏結(jié)和(he)網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有(you)CNF的納米復(fù)合水(shui)凝膠(jiao)具有(you)較大的溶(rong)脹倍(bei)率和較高的力(li)學(xué)性能,CNF作(zuo)為聚合物水凝(ning)膠網(wǎng)絡(luò)的填料(liao)或者補(bǔ)強(qiáng)劑(ji),在網(wǎng)絡(luò)中(zhong)形成非共價(jia)鍵可(ke)以提(ti)高其力(li)學(xué)強(qiáng)度,但CNF與(yu)水凝膠基體之(zhi)間的(de)物理相互作(zuo)用較弱,增(zeng)強(qiáng)作用通(tong)常較小(xiao),因?yàn)镃NF分子(zi)內(nèi)和(he)分子(zi)間存(cun)在較強(qiáng)的氫(qing)鍵作用(yong),它限制(zhi)了CNF 的反應(yīng)(ying)活性。因(yin)此,引入CNF提(ti)高水凝膠機(jī)(ji)械強(qiáng)度(du)的關(guān)鍵(jian)是CNF能與水凝膠(jiao)內(nèi)其它(ta)聚合物鏈發(fā)生(sheng)化學(xué)交(jiao)聯(lián)產(chǎn)生共價(jia)鍵,從而使水(shui)凝膠具備(bei)更強(qiáng)(qiang)的機(jī)械性(xing)能。丙烯(xi)酰氯改性(xing)的CNF(ACL-CNF)表面帶有較(jiao)為活(huo)潑的丙烯基團(tuán)(tuan),能與其它(ta)單體的(de)雙鍵進(jìn)(jin)行接枝共(gong)聚反應(yīng),與(yu)水凝(ning)膠內(nèi)的(de)其它(ta)高分(fen)子鏈之(zhi)間形成了共價(jia)鍵,能提高(gao)復(fù)合水凝(ning)膠顆粒的機(jī)械(xie)性能。

1、復(fù)合水凝(ning)膠顆粒(li)的機(jī)械強(qiáng)度測(ce)定

儀器：上海騰(teng)拔質(zhì)構(gòu)儀(yi)（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探頭：P/36R柱(zhu)形探頭

將復(fù)(fu)合水凝(ning)膠顆(ke)粒樣品放(fang)于柱形探頭(tou)的正下方(fang)，測試條件如(ru)下：

測試模式：單次(ci)測試

測試(shi)速度：0.05mm/s

觸發(fā)(fa)力：5gf

目標(biāo)模式：形(xing)變 85%

可以用于測定(ding)復(fù)合水(shui)凝膠顆粒樣品(pin)的恢(hui)復(fù)性、是否破裂(lie)。