水凝膠是一種(zhong)軟、濕材料由(you)三維聚(ju)合物網(wǎng)絡(luò)(luo)和大量(liang)的水組成。傳統(tǒng)(tong)水凝膠(jiao)由于形(xing)成的聚(ju)合物網(wǎng)絡(luò)的不(bu)均勻性和缺乏(fa)有效的(de)能量耗散機(jī)(ji)制,導(dǎo)致水(shui)凝膠(jiao)柔軟、脆弱、易(yi)碎通常(chang)沒(méi)有足夠的機(jī)(ji)械強(qiáng)(qiang)度來(lái)(lai)滿足實(shí)際工(gong)業(yè)和生物醫(yī)(yi)學(xué)應(yīng)用的要(yao)求。

為了提升水(shui)凝膠的機(jī)械性(xing)能,將機(jī)械堅(jiān)(jian)固、高長(zhǎng)(zhang)徑比的納(na)米級(jí)填料(liao)摻入(ru)聚合物基(ji)體中(zhong)制備(bei)出了納(na)米復(fù)合水(shui)凝膠,由于其較(jiao)大的比表(biao)面積,可以(yi)提高所得到的(de)復(fù)合材料(liao)的力學(xué)性能(neng)、熱穩(wěn)(wen)定性和潤(rùn)脹(zhang)性能。纖維素納(na)米纖(xian)絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一(yi)種納米(mi)級(jí)微細(xì)纖維(wei),具有較高(gao)的機(jī)械(xie)強(qiáng)度和(he)彈性模量,可以(yi)在復(fù)合材料(liao)中形(xing)成較強(qiáng)的(de)物理纏結(jié)(jie)和網(wǎng)(wang)絡(luò)。含有CNF的納米(mi)復(fù)合(he)水凝膠(jiao)具有較大的(de)溶脹倍(bei)率和(he)較高的力學(xué)性(xing)能,CNF作為(wei)聚合物(wu)水凝膠(jiao)網(wǎng)絡(luò)的填(tian)料或者補(bǔ)(bu)強(qiáng)劑,在網(wǎng)絡(luò)(luo)中形成非共價(jià)(jia)鍵可以(yi)提高其力學(xué)強(qiáng)(qiang)度,但(dan)CNF與水凝膠基(ji)體之間的(de)物理(li)相互作(zuo)用較弱(ruo),增強(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)的(de)氫鍵作用,它(ta)限制(zhi)了CNF 的反(fan)應(yīng)活性(xing)。因此,引入(ru)CNF提高水凝膠(jiao)機(jī)械強(qiáng)(qiang)度的關(guān)鍵是(shi)CNF能與水凝膠(jiao)內(nèi)其它聚合物(wu)鏈發(fā)生(sheng)化學(xué)交聯(lián)產(chǎn)生(sheng)共價(jià)(jia)鍵,從而使水凝(ning)膠具備更強(qiáng)的(de)機(jī)械性(xing)能。丙烯(xi)酰氯改性的(de)CNF(ACL-CNF)表面(mian)帶有較為活(huo)潑的(de)丙烯基(ji)團(tuán),能與其它單(dan)體的雙(shuang)鍵進(jìn)行接枝(zhi)共聚反應(yīng),與水(shui)凝膠內(nèi)的其它(ta)高分(fen)子鏈之間(jian)形成了(le)共價(jià)鍵,能提(ti)高復(fù)(fu)合水凝(ning)膠顆粒的機(jī)(ji)械性能。

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

儀器：上(shang)海騰拔質(zhì)(zhi)構(gòu)儀（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探頭：P/36R柱形(xing)探頭

將復(fù)合水凝(ning)膠顆(ke)粒樣品放(fang)于柱形(xing)探頭(tou)的正(zheng)下方，測(cè)(ce)試條件如(ru)下：

測(cè)試模式(shi)：?jiǎn)未螠y(cè)試

測(cè)試速度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)(biao)模式：形變 85%

可以用(yong)于測(cè)定復(fù)合水凝(ning)膠顆(ke)粒樣(yang)品的恢復(fù)(fu)性、是否(fou)破裂。