水凝膠(jiao)是一種軟(ruan)、濕材料由(you)三維聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)和大量(liang)的水組成(cheng)。傳統(tǒng)水(shui)凝膠由于形成(cheng)的聚合(he)物網(wǎng)絡(luò)的不(bu)均勻性(xing)和缺(que)乏有效的(de)能量耗散機(ji)制,導(dǎo)致(zhi)水凝膠(jiao)柔軟、脆弱、易(yi)碎通常沒(mei)有足夠的機械(xie)強度(du)來滿(man)足實際(ji)工業(yè)和(he)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用(yong)的要求。

為了(le)提升水凝膠的(de)機械(xie)性能,將機械堅(jian)固、高長徑比的(de)納米級(ji)填料摻入(ru)聚合物基體(ti)中制(zhi)備出(chu)了納米復(fù)合水(shui)凝膠,由于其(qi)較大的比(bi)表面(mian)積,可(ke)以提高所得到(dao)的復(fù)合材(cai)料的(de)力學(xué)性能、熱穩(wěn)(wen)定性和(he)潤脹性能。纖維(wei)素納米(mi)纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一(yi)種納米(mi)級微細(xì)纖(xian)維,具有(you)較高(gao)的機械(xie)強度和彈性模(mo)量,可以在復(fù)(fu)合材料中形(xing)成較強的物理(li)纏結(jié)和網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有CNF的納米(mi)復(fù)合水凝膠具(ju)有較(jiao)大的溶脹倍(bei)率和較高(gao)的力學(xué)性能,CNF作(zuo)為聚合物水凝(ning)膠網(wǎng)絡(luò)的填(tian)料或者補強劑(ji),在網(wǎng)絡(luò)中形(xing)成非共價鍵可(ke)以提高其力(li)學(xué)強度(du),但CNF與水(shui)凝膠基體之間(jian)的物理(li)相互作用(yong)較弱,增強作(zuo)用通常(chang)較小,因(yin)為CNF分子(zi)內(nèi)和分子間(jian)存在較強的氫(qing)鍵作(zuo)用,它限制(zhi)了CNF 的反(fan)應(yīng)活性。因此(ci),引入(ru)CNF提高水凝膠機(ji)械強(qiang)度的關(guān)鍵是(shi)CNF能與水凝膠(jiao)內(nèi)其它聚合(he)物鏈(lian)發(fā)生(sheng)化學(xué)交(jiao)聯(lián)產(chǎn)生(sheng)共價鍵,從而使(shi)水凝膠具(ju)備更強的(de)機械性能。丙(bing)烯酰氯改性的(de)CNF(ACL-CNF)表面帶(dai)有較為活(huo)潑的(de)丙烯基團(tuán)(tuan),能與其(qi)它單體(ti)的雙鍵進(jìn)行接(jie)枝共聚反應(yīng),與(yu)水凝(ning)膠內(nèi)的其它高(gao)分子鏈(lian)之間形(xing)成了(le)共價鍵,能提(ti)高復(fù)合水(shui)凝膠(jiao)顆粒的(de)機械性能。

1、復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒的機(ji)械強度測定(ding)

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

探頭(tou)：P/36R柱形探頭

將復(fù)合(he)水凝膠(jiao)顆粒樣(yang)品放于(yu)柱形探頭的正(zheng)下方，測試(shi)條件如下(xia)：

測試(shi)模式：單次測試(shi)

測試速度：0.05mm/s

觸發(fā)(fa)力：5gf

目標(biāo)模式：形(xing)變 85%

可以(yi)用于測定復(fù)合水凝(ning)膠顆粒樣品(pin)的恢復(fù)性(xing)、是否破裂(lie)。