水凝(ning)膠是一種軟(ruan)、濕材料由三(san)維聚合物網(wǎng)絡(luò)(luo)和大量的水(shui)組成。傳統(tǒng)水(shui)凝膠(jiao)由于形成的(de)聚合(he)物網(wǎng)絡(luò)(luo)的不均勻性和(he)缺乏有效(xiao)的能量耗散(san)機(jī)制,導(dǎo)致水凝(ning)膠柔軟(ruan)、脆弱、易(yi)碎通常沒(mei)有足(zu)夠的(de)機(jī)械(xie)強(qiáng)度(du)來滿足實(shí)際(ji)工業(yè)(ye)和生物醫(yī)(yi)學(xué)應(yīng)用的要(yao)求。

為了提升(sheng)水凝(ning)膠的機(jī)械性能(neng),將機(jī)械堅(jiān)固、高(gao)長徑比(bi)的納米級填(tian)料摻入聚(ju)合物基體中制(zhi)備出(chu)了納米復(fù)合(he)水凝膠,由于(yu)其較大(da)的比表面積,可(ke)以提高(gao)所得到的復(fù)(fu)合材料的力(li)學(xué)性能、熱穩(wěn)(wen)定性和潤脹性(xing)能。纖維素納米(mi)纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一(yi)種納(na)米級微(wei)細(xì)纖維,具(ju)有較高的(de)機(jī)械強(qiáng)度和(he)彈性模量(liang),可以在復(fù)合材(cai)料中形成(cheng)較強(qiáng)的物理(li)纏結(jié)和網(wǎng)(wang)絡(luò)。含(han)有CNF的(de)納米復(fù)合水凝(ning)膠具(ju)有較大的溶脹(zhang)倍率和較高(gao)的力(li)學(xué)性能,CNF作(zuo)為聚合物水凝(ning)膠網(wǎng)(wang)絡(luò)的(de)填料或者(zhe)補(bǔ)強(qiáng)劑(ji),在網(wǎng)(wang)絡(luò)中形成非共(gong)價鍵可(ke)以提高其力(li)學(xué)強(qiáng)(qiang)度,但CNF與(yu)水凝膠基(ji)體之間的(de)物理相互作用(yong)較弱(ruo),增強(qiáng)作(zuo)用通(tong)常較小,因(yin)為CNF分子(zi)內(nèi)和分(fen)子間(jian)存在較強(qiáng)的(de)氫鍵作用,它(ta)限制了CNF 的反應(yīng)(ying)活性(xing)。因此,引(yin)入CNF提高水(shui)凝膠機(jī)械(xie)強(qiáng)度的關(guān)鍵是(shi)CNF能與水凝(ning)膠內(nèi)其它聚(ju)合物鏈發(fā)生化(hua)學(xué)交聯(lián)產(chǎn)生(sheng)共價鍵,從而使(shi)水凝(ning)膠具備更強(qiáng)(qiang)的機(jī)械性能(neng)。丙烯酰氯改(gai)性的CNF(ACL-CNF)表面帶(dai)有較為活(huo)潑的丙烯基(ji)團(tuán),能與其(qi)它單體的雙(shuang)鍵進(jìn)行接枝(zhi)共聚反應(yīng),與(yu)水凝膠內(nèi)的其(qi)它高(gao)分子鏈之(zhi)間形成了共(gong)價鍵,能提高(gao)復(fù)合水凝(ning)膠顆粒的(de)機(jī)械(xie)性能。

1、復(fù)合水凝(ning)膠顆粒的(de)機(jī)械強(qiáng)度(du)測定

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

探頭：P/36R柱形探(tan)頭

將復(fù)合水凝(ning)膠顆粒樣品放(fang)于柱形(xing)探頭的(de)正下方(fang)，測試條件如下(xia)：

測試模式(shi)：單次測試

測試速度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式(shi)：形變 85%

可以用于測(ce)定復(fù)合水凝(ning)膠顆粒樣品的(de)恢復(fù)(fu)性、是否破裂(lie)。