水凝膠是一種(zhong)軟、濕(shi)材料(liao)由三(san)維聚(ju)合物網(wǎng)(wang)絡(luò)和(he)大量的水(shui)組成。傳(chuan)統(tǒng)水凝膠(jiao)由于形成的聚(ju)合物網(wǎng)絡(luò)的(de)不均勻(yun)性和缺(que)乏有(you)效的能量耗散(san)機(jī)制,導(dǎo)致水凝(ning)膠柔(rou)軟、脆弱(ruo)、易碎通常沒有(you)足夠(gou)的機(jī)械強(qiáng)度(du)來滿(man)足實(shí)際工業(yè)(ye)和生物(wu)醫(yī)學(xué)應(yīng)(ying)用的要(yao)求。

為了提升(sheng)水凝(ning)膠的機(jī)械(xie)性能,將機(jī)械(xie)堅(jiān)固、高長徑(jing)比的納米級(jí)填(tian)料摻(can)入聚合物基(ji)體中制(zhi)備出了納(na)米復(fù)合(he)水凝膠,由(you)于其較(jiao)大的比表(biao)面積,可以提(ti)高所得到(dao)的復(fù)合(he)材料的力(li)學(xué)性(xing)能、熱穩(wěn)定性(xing)和潤(run)脹性(xing)能。纖維素納(na)米纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一種(zhong)納米(mi)級(jí)微細(xì)(xi)纖維,具有較(jiao)高的機(jī)械強(qiáng)度(du)和彈(dan)性模量,可以(yi)在復(fù)(fu)合材(cai)料中(zhong)形成較(jiao)強(qiáng)的物理纏結(jié)(jie)和網(wǎng)(wang)絡(luò)。含有CNF的納(na)米復(fù)合水凝膠(jiao)具有較大的溶(rong)脹倍率和較高(gao)的力學(xué)性能(neng),CNF作為聚合物(wu)水凝膠網(wǎng)(wang)絡(luò)的填料或者(zhe)補(bǔ)強(qiáng)(qiang)劑,在(zai)網(wǎng)絡(luò)中(zhong)形成非(fei)共價(jià)(jia)鍵可(ke)以提高(gao)其力學(xué)強(qiáng)度(du),但CNF與水凝膠(jiao)基體之間的物(wu)理相互作用(yong)較弱(ruo),增強(qiáng)作用通常(chang)較小,因?yàn)镃NF分子(zi)內(nèi)和分子(zi)間存在較(jiao)強(qiáng)的(de)氫鍵作用,它(ta)限制了CNF 的反應(yīng)(ying)活性。因(yin)此,引入CNF提高水(shui)凝膠機(jī)械(xie)強(qiáng)度(du)的關(guān)(guan)鍵是CNF能(neng)與水凝膠內(nèi)其(qi)它聚合物鏈發(fā)(fa)生化學(xué)交(jiao)聯(lián)產(chǎn)生共價(jià)(jia)鍵,從而使水凝(ning)膠具備(bei)更強(qiáng)(qiang)的機(jī)械(xie)性能。丙烯酰氯(lv)改性(xing)的CNF(ACL-CNF)表(biao)面帶有(you)較為(wei)活潑的丙烯基(ji)團(tuán),能與其(qi)它單體(ti)的雙鍵進(jìn)行(xing)接枝共聚(ju)反應(yīng),與(yu)水凝膠內(nèi)(nei)的其(qi)它高分(fen)子鏈(lian)之間(jian)形成了共價(jià)鍵(jian),能提(ti)高復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒的機(jī)(ji)械性能。

1、復(fù)合水凝膠顆(ke)粒的(de)機(jī)械強(qiáng)度測(ce)定

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

探頭(tou)：P/36R柱形探頭

將復(fù)(fu)合水(shui)凝膠(jiao)顆粒樣(yang)品放于柱(zhu)形探頭的(de)正下(xia)方，測試條(tiao)件如(ru)下：

測試(shi)模式：單次測試(shi)

測試速度(du)：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式：形變(bian) 85%

可以(yi)用于測定復(fù)合(he)水凝膠顆粒(li)樣品(pin)的恢復(fù)性、是(shi)否破裂。