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復(fù)合(he)水凝(ning)膠顆粒的機(jī)(ji)械強(qiáng)(qiang)度測(cè)定
水凝膠是一種(zhong)軟、濕材料由三(san)維聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)和大(da)量的水組成。傳(chuan)統(tǒng)水凝膠由(you)于形成(cheng)的聚(ju)合物網(wǎng)(wang)絡(luò)的不(bu)均勻性和(he)缺乏有(you)效的能量耗散(san)機(jī)制,導(dǎo)致水凝(ning)膠柔軟、脆弱(ruo)、易碎通常沒(méi)(mei)有足夠(gou)的機(jī)械強(qiáng)度(du)來(lái)滿足實(shí)際(ji)工業(yè)(ye)和生物(wu)醫(yī)學(xué)應(yīng)用(yong)的要(yao)求。
為了提升水凝(ning)膠的機(jī)械性(xing)能,將機(jī)械堅(jiān)(jian)固、高長(zhǎng)徑(jing)比的納米級(jí)(ji)填料(liao)摻入聚(ju)合物基(ji)體中制備出了(le)納米(mi)復(fù)合水(shui)凝膠,由于(yu)其較大(da)的比表面積(ji),可以提(ti)高所得到(dao)的復(fù)合材(cai)料的(de)力學(xué)性能、熱穩(wěn)(wen)定性和潤(rùn)脹(zhang)性能(neng)。纖維素納米纖(xian)絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一種(zhong)納米級(jí)微細(xì)(xi)纖維(wei),具有(you)較高的機(jī)(ji)械強(qiáng)(qiang)度和彈(dan)性模量,可(ke)以在復(fù)合材(cai)料中形成較(jiao)強(qiáng)的物(wu)理纏結(jié)和網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有CNF的納米(mi)復(fù)合水凝膠具(ju)有較大的溶脹(zhang)倍率和較高(gao)的力學(xué)性(xing)能,CNF作為聚合(he)物水凝膠(jiao)網(wǎng)絡(luò)的填料或(huo)者補(bǔ)強(qiáng)劑,在(zai)網(wǎng)絡(luò)中(zhong)形成非(fei)共價(jià)鍵(jian)可以提高(gao)其力學(xué)強(qiáng)度,但(dan)CNF與水凝膠基體(ti)之間的(de)物理相(xiang)互作用較(jiao)弱,增強(qiáng)作用(yong)通常(chang)較小,因(yin)為CNF分子內(nèi)和(he)分子間存在較(jiao)強(qiáng)的(de)氫鍵作用,它限(xian)制了CNF 的反應(yīng)活(huo)性。因此,引入CNF提(ti)高水凝膠(jiao)機(jī)械強(qiáng)度(du)的關(guān)鍵是(shi)CNF能與水凝膠(jiao)內(nèi)其它聚合物(wu)鏈發(fā)(fa)生化學(xué)交(jiao)聯(lián)產(chǎn)(chan)生共價(jià)鍵(jian),從而使(shi)水凝膠(jiao)具備更強(qiáng)(qiang)的機(jī)(ji)械性能。丙烯酰(xian)氯改性的(de)CNF(ACL-CNF)表面帶(dai)有較為(wei)活潑的丙烯基(ji)團(tuán),能與其它單(dan)體的雙鍵進(jìn)行(xing)接枝共聚(ju)反應(yīng)(ying),與水凝(ning)膠內(nèi)的其它高(gao)分子(zi)鏈之(zhi)間形成了共價(jià)(jia)鍵,能提高(gao)復(fù)合水凝(ning)膠顆粒(li)的機(jī)械性能(neng)。
1、復(fù)合水(shui)凝膠顆粒(li)的機(jī)械強(qiáng)度(du)測(cè)定
儀器:上海騰(teng)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(he)水凝(ning)膠顆(ke)粒樣品(pin)放于柱形探(tan)頭的(de)正下方,測(cè)(ce)試條件如下:
測(cè)試模式:?jiǎn)?dan)次測(cè)試(shi)
測(cè)試速度:0.05mm/s
觸發(fā)力:5gf
目標(biāo)(biao)模式:形變 85%
可以用(yong)于測(cè)(ce)定復(fù)合水(shui)凝膠顆粒(li)樣品(pin)的恢復(fù)性、是否(fou)破裂。