水凝膠(jiao)是一種軟(ruan)、濕材料(liao)由三維聚(ju)合物網(wǎng)絡(luò)和大(da)量的水組(zu)成。傳統(tǒng)水(shui)凝膠由于形(xing)成的聚(ju)合物網(wǎng)絡(luò)的(de)不均勻性和(he)缺乏有效(xiao)的能量耗散機(jī)(ji)制,導(dǎo)(dao)致水凝(ning)膠柔軟(ruan)、脆弱、易碎(sui)通常(chang)沒(méi)有足夠的(de)機(jī)械強(qiáng)度來(lái)滿(man)足實(shí)際工業(yè)和(he)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用(yong)的要求。

為了提升水(shui)凝膠的機(jī)械性(xing)能,將(jiang)機(jī)械堅(jiān)(jian)固、高(gao)長(zhǎng)徑比(bi)的納米(mi)級(jí)填(tian)料摻入(ru)聚合物(wu)基體(ti)中制備出了納(na)米復(fù)合水凝(ning)膠,由于其較(jiao)大的(de)比表(biao)面積,可(ke)以提高(gao)所得到(dao)的復(fù)(fu)合材(cai)料的力學(xué)性能(neng)、熱穩(wěn)定性和(he)潤(rùn)脹性能(neng)。纖維素(su)納米纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一(yi)種納米級(jí)微細(xì)(xi)纖維,具有(you)較高的機(jī)械(xie)強(qiáng)度和彈性(xing)模量,可(ke)以在復(fù)合材(cai)料中形成(cheng)較強(qiáng)的物(wu)理纏(chan)結(jié)和網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有CNF的納(na)米復(fù)合(he)水凝膠具有(you)較大的(de)溶脹倍率和(he)較高的(de)力學(xué)性(xing)能,CNF作為聚合(he)物水凝膠網(wǎng)(wang)絡(luò)的(de)填料或(huo)者補(bǔ)強(qiáng)(qiang)劑,在(zai)網(wǎng)絡(luò)中形成(cheng)非共價(jià)鍵可以(yi)提高其力(li)學(xué)強(qiáng)度(du),但CNF與(yu)水凝膠基體(ti)之間的(de)物理相(xiang)互作用較弱(ruo),增強(qiáng)作用(yong)通常較(jiao)小,因?yàn)镃NF分(fen)子內(nèi)和分子間(jian)存在較(jiao)強(qiáng)的氫鍵作(zuo)用,它限制了CNF 的(de)反應(yīng)活性。因(yin)此,引入CNF提高(gao)水凝膠機(jī)械強(qiáng)(qiang)度的關(guān)鍵(jian)是CNF能與水(shui)凝膠內(nèi)(nei)其它聚(ju)合物鏈(lian)發(fā)生(sheng)化學(xué)交聯(lián)產(chǎn)生(sheng)共價(jià)鍵,從而(er)使水凝膠具備(bei)更強(qiáng)的機(jī)械性(xing)能。丙烯酰(xian)氯改性(xing)的CNF(ACL-CNF)表面帶有較(jiao)為活潑的(de)丙烯基團(tuán),能(neng)與其(qi)它單體的雙鍵(jian)進(jìn)行接枝共(gong)聚反(fan)應(yīng),與(yu)水凝膠內(nèi)的其(qi)它高分子鏈之(zhi)間形成(cheng)了共價(jià)鍵,能(neng)提高復(fù)合水(shui)凝膠顆粒的機(jī)(ji)械性能(neng)。

1、復(fù)合(he)水凝膠(jiao)顆粒的(de)機(jī)械強(qiáng)(qiang)度測(cè)定

儀器：上海騰拔(ba)質(zhì)構(gòu)儀（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(ke)粒樣品放于(yu)柱形探頭(tou)的正(zheng)下方，測(cè)試(shi)條件如(ru)下：

測(cè)試模(mo)式：?jiǎn)未?ci)測(cè)試

測(cè)試速(su)度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)(biao)模式：形變 85%

可以用于(yu)測(cè)定復(fù)合水(shui)凝膠顆粒樣(yang)品的恢(hui)復(fù)性、是否(fou)破裂。