水凝膠是一種(zhong)軟、濕材料(liao)由三(san)維聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)和(he)大量的水組(zu)成。傳統(tǒng)水凝(ning)膠由(you)于形成的聚合(he)物網(wǎng)絡(luò)的不均(jun)勻性和缺乏有(you)效的能量(liang)耗散機(jī)制(zhi),導(dǎo)致水凝膠柔(rou)軟、脆弱、易(yi)碎通常沒有足(zu)夠的機(jī)械(xie)強(qiáng)度來滿足(zu)實(shí)際工業(yè)和(he)生物(wu)醫(yī)學(xué)應(yīng)用(yong)的要求。

為了提(ti)升水凝膠(jiao)的機(jī)械性能,將(jiang)機(jī)械堅(jiān)固、高(gao)長徑比(bi)的納米級(jí)填料(liao)摻入聚合(he)物基體中(zhong)制備出了納米(mi)復(fù)合水凝膠(jiao),由于其(qi)較大的(de)比表面積,可(ke)以提高所得到(dao)的復(fù)合材(cai)料的力學(xué)(xue)性能、熱穩(wěn)定(ding)性和潤脹性(xing)能。纖維素(su)納米纖(xian)絲(cellulose nanofibrils,CNF)是(shi)一種納米(mi)級(jí)微細(xì)纖維(wei),具有(you)較高的機(jī)械(xie)強(qiáng)度和彈性(xing)模量(liang),可以在復(fù)合(he)材料中形成(cheng)較強(qiáng)(qiang)的物理纏(chan)結(jié)和網(wǎng)(wang)絡(luò)。含有CNF的納(na)米復(fù)合水凝(ning)膠具有(you)較大的溶脹倍(bei)率和較高(gao)的力學(xué)性能(neng),CNF作為聚(ju)合物水凝(ning)膠網(wǎng)絡(luò)的填料(liao)或者(zhe)補(bǔ)強(qiáng)劑,在(zai)網(wǎng)絡(luò)中形(xing)成非(fei)共價(jià)(jia)鍵可(ke)以提(ti)高其(qi)力學(xué)(xue)強(qiáng)度,但CNF與水(shui)凝膠基體之間(jian)的物理相互(hu)作用較弱(ruo),增強(qiáng)作用通常(chang)較小,因?yàn)镃NF分子(zi)內(nèi)和分子間存(cun)在較(jiao)強(qiáng)的(de)氫鍵作(zuo)用,它限制(zhi)了CNF 的(de)反應(yīng)活性(xing)。因此,引入CNF提(ti)高水(shui)凝膠機(jī)(ji)械強(qiáng)度的關(guān)鍵(jian)是CNF能與(yu)水凝膠(jiao)內(nèi)其它(ta)聚合(he)物鏈(lian)發(fā)生化學(xué)(xue)交聯(lián)產(chǎn)(chan)生共(gong)價(jià)鍵(jian),從而使(shi)水凝膠具備更(geng)強(qiáng)的機(jī)械(xie)性能。丙烯酰氯(lv)改性的CNF(ACL-CNF)表(biao)面帶有較為(wei)活潑的丙(bing)烯基團(tuán),能與(yu)其它單體的(de)雙鍵(jian)進(jìn)行接枝共(gong)聚反應(yīng),與(yu)水凝膠內(nèi)的(de)其它高分(fen)子鏈之(zhi)間形成了(le)共價(jià)鍵,能(neng)提高復(fù)合(he)水凝膠顆(ke)粒的機(jī)械性(xing)能。

1、復(fù)合水凝膠顆(ke)粒的機(jī)(ji)械強(qiáng)度測(cè)定(ding)

儀器：上海(hai)騰拔質(zhì)構(gòu)儀(yi)（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(yang)品放于柱形探(tan)頭的正下(xia)方，測(cè)試條件(jian)如下(xia)：

測(cè)試模(mo)式：單(dan)次測(cè)試

測(cè)試速度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式：形(xing)變 85%

可以用于(yu)測(cè)定復(fù)合水凝(ning)膠顆粒樣(yang)品的恢復(fù)(fu)性、是否破裂(lie)。