水凝膠是一(yi)種軟、濕材(cai)料由三維(wei)聚合(he)物網(wǎng)絡(luò)和大量(liang)的水(shui)組成(cheng)。傳統(tǒng)水凝(ning)膠由于形成的(de)聚合物網(wǎng)絡(luò)的(de)不均(jun)勻性和(he)缺乏有(you)效的能(neng)量耗散機(jī)(ji)制,導(dǎo)致水(shui)凝膠柔軟、脆(cui)弱、易(yi)碎通常(chang)沒(méi)有足夠的機(jī)(ji)械強(qiáng)度來(lái)(lai)滿足實(shí)(shi)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(ning)膠的機(jī)(ji)械性能(neng),將機(jī)械堅(jiān)(jian)固、高(gao)長(zhǎng)徑比(bi)的納(na)米級(jí)(ji)填料(liao)摻入聚合物基(ji)體中(zhong)制備出了(le)納米復(fù)合水凝(ning)膠,由于其較(jiao)大的比表(biao)面積,可以提高(gao)所得到的(de)復(fù)合材料的(de)力學(xué)性(xing)能、熱(re)穩(wěn)定性(xing)和潤(rùn)脹性能。纖(xian)維素納米纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一種納(na)米級(jí)微細(xì)(xi)纖維,具有(you)較高的機(jī)(ji)械強(qiáng)度和彈性(xing)模量(liang),可以在復(fù)合材(cai)料中形成較(jiao)強(qiáng)的物理纏(chan)結(jié)和(he)網(wǎng)絡(luò)。含有(you)CNF的納米復(fù)合水(shui)凝膠具有較大(da)的溶脹(zhang)倍率和較高(gao)的力學(xué)(xue)性能,CNF作(zuo)為聚合物(wu)水凝膠(jiao)網(wǎng)絡(luò)的填料(liao)或者補(bǔ)強(qiáng)劑,在(zai)網(wǎng)絡(luò)中形成(cheng)非共(gong)價(jià)鍵(jian)可以提(ti)高其(qi)力學(xué)(xue)強(qiáng)度(du),但CNF與水凝膠(jiao)基體(ti)之間的物(wu)理相互(hu)作用較弱,增強(qiáng)(qiang)作用通常較小(xiao),因?yàn)?wei)CNF分子內(nèi)(nei)和分子間存在(zai)較強(qiáng)的氫(qing)鍵作(zuo)用,它限(xian)制了(le)CNF 的反(fan)應(yīng)活性。因此,引(yin)入CNF提(ti)高水凝膠機(jī)(ji)械強(qiáng)度的關(guān)(guan)鍵是CNF能與(yu)水凝(ning)膠內(nèi)(nei)其它(ta)聚合(he)物鏈發(fā)生化學(xué)(xue)交聯(lián)產(chǎn)生共(gong)價(jià)鍵,從(cong)而使水凝(ning)膠具(ju)備更強(qiáng)的機(jī)(ji)械性能。丙(bing)烯酰氯改性的(de)CNF(ACL-CNF)表面(mian)帶有較為活(huo)潑的丙烯(xi)基團(tuán),能與其它(ta)單體的雙(shuang)鍵進(jìn)行接枝(zhi)共聚反應(yīng),與(yu)水凝膠內(nèi)的(de)其它高(gao)分子鏈(lian)之間形成(cheng)了共價(jià)鍵,能(neng)提高復(fù)(fu)合水(shui)凝膠(jiao)顆粒(li)的機(jī)械性(xing)能。

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

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

探頭(tou)：P/36R柱形(xing)探頭(tou)

將復(fù)合水(shui)凝膠顆粒(li)樣品放于柱形(xing)探頭(tou)的正下(xia)方，測(cè)試條(tiao)件如(ru)下：

測(cè)試模式：?jiǎn)未?ci)測(cè)試

測(cè)試(shi)速度：0.05mm/s

觸發(fā)(fa)力：5gf

目標(biāo)模式：形變(bian) 85%

可以用于(yu)測(cè)定復(fù)合水(shui)凝膠顆粒樣(yang)品的恢(hui)復(fù)性、是(shi)否破裂。