水凝膠是一(yi)種軟、濕材料(liao)由三維(wei)聚合物網(wǎng)(wang)絡(luò)和大量的(de)水組(zu)成。傳統(tǒng)水(shui)凝膠(jiao)由于形成的(de)聚合(he)物網(wǎng)(wang)絡(luò)的(de)不均勻性(xing)和缺乏有效的(de)能量耗散機(jī)(ji)制,導(dǎo)致(zhi)水凝膠柔軟、脆(cui)弱、易碎通常(chang)沒(méi)有足(zu)夠的機(jī)械強(qiáng)(qiang)度來(lái)滿足實(shí)際(ji)工業(yè)和生物(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(xing)能,將機(jī)械堅(jiān)固(gu)、高長(zhǎng)徑(jing)比的(de)納米級(jí)填料(liao)摻入聚(ju)合物基體中制(zhi)備出了(le)納米復(fù)(fu)合水凝膠(jiao),由于其較(jiao)大的(de)比表面積,可(ke)以提高所(suo)得到的(de)復(fù)合材(cai)料的力(li)學(xué)性(xing)能、熱穩(wěn)定性和(he)潤(rùn)脹性能。纖維(wei)素納米纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一種納米(mi)級(jí)微細(xì)纖(xian)維,具有(you)較高的機(jī)械(xie)強(qiáng)度和彈(dan)性模量(liang),可以在復(fù)(fu)合材(cai)料中形成較(jiao)強(qiáng)的物理纏結(jié)(jie)和網(wǎng)絡(luò)。含有(you)CNF的納米復(fù)合水(shui)凝膠具有較(jiao)大的溶脹倍率(lv)和較高的力(li)學(xué)性能(neng),CNF作為聚合物水(shui)凝膠網(wǎng)(wang)絡(luò)的填(tian)料或者補(bǔ)(bu)強(qiáng)劑,在網(wǎng)絡(luò)中(zhong)形成非共價(jià)鍵(jian)可以提高其力(li)學(xué)強(qiáng)度,但CNF與水(shui)凝膠基(ji)體之間的(de)物理相互作(zuo)用較弱,增強(qiáng)(qiang)作用通(tong)常較小(xiao),因?yàn)镃NF分子(zi)內(nèi)和(he)分子(zi)間存在較(jiao)強(qiáng)的氫鍵(jian)作用,它限(xian)制了CNF 的反應(yīng)(ying)活性。因此(ci),引入(ru)CNF提高水凝(ning)膠機(jī)械強(qiáng)(qiang)度的關(guān)鍵(jian)是CNF能與(yu)水凝膠內(nèi)(nei)其它聚合(he)物鏈發(fā)生化(hua)學(xué)交聯(lián)(lian)產(chǎn)生共(gong)價(jià)鍵(jian),從而使水凝膠(jiao)具備更強(qiáng)(qiang)的機(jī)械性能。丙(bing)烯酰氯改性(xing)的CNF(ACL-CNF)表面(mian)帶有較(jiao)為活潑的(de)丙烯基團(tuán),能與(yu)其它單體的雙(shuang)鍵進(jìn)行接枝(zhi)共聚反應(yīng),與水(shui)凝膠內(nèi)的(de)其它高分子鏈(lian)之間(jian)形成了共(gong)價(jià)鍵,能提(ti)高復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒的機(jī)械(xie)性能。

1、復(fù)合(he)水凝膠顆(ke)粒的機(jī)械(xie)強(qiáng)度測(cè)定

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

探頭：P/36R柱形探(tan)頭

將復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒樣品(pin)放于柱形(xing)探頭(tou)的正(zheng)下方，測(cè)試條件(jian)如下：

測(cè)試(shi)模式：?jiǎn)?dan)次測(cè)試(shi)

測(cè)試(shi)速度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模(mo)式：形變 85%

可以用于測(cè)定(ding)復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒樣品的(de)恢復(fù)(fu)性、是(shi)否破裂(lie)。