水凝膠是一(yi)種軟、濕(shi)材料(liao)由三維聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)和(he)大量的水(shui)組成。傳(chuan)統(tǒng)水(shui)凝膠由于(yu)形成的(de)聚合(he)物網(wǎng)絡(luò)的不(bu)均勻(yun)性和缺乏有效(xiao)的能量耗散機(jī)(ji)制,導(dǎo)致水(shui)凝膠柔軟、脆(cui)弱、易碎通常沒(mei)有足(zu)夠的機(jī)械強(qiáng)(qiang)度來滿足實(shí)際(ji)工業(yè)和生物醫(yī)(yi)學(xué)應(yīng)用(yong)的要求。

為了提升水(shui)凝膠(jiao)的機(jī)械性(xing)能,將(jiang)機(jī)械堅(jiān)固、高(gao)長徑(jing)比的納米(mi)級填料(liao)摻入聚合(he)物基體(ti)中制備(bei)出了納米復(fù)(fu)合水凝(ning)膠,由于其(qi)較大的比表(biao)面積(ji),可以提高(gao)所得到的復(fù)(fu)合材料的(de)力學(xué)性能、熱穩(wěn)(wen)定性(xing)和潤脹性能。纖(xian)維素納(na)米纖絲(si)(cellulose nanofibrils,CNF)是一種納米(mi)級微細(xì)(xi)纖維,具有(you)較高的機(jī)械(xie)強(qiáng)度和彈(dan)性模量,可以在(zai)復(fù)合材(cai)料中形成較(jiao)強(qiáng)的物理纏(chan)結(jié)和網(wǎng)(wang)絡(luò)。含有CNF的納(na)米復(fù)(fu)合水凝膠(jiao)具有較大(da)的溶脹倍率和(he)較高的力學(xué)性(xing)能,CNF作為聚(ju)合物水凝(ning)膠網(wǎng)絡(luò)的(de)填料或者補(bǔ)(bu)強(qiáng)劑,在網(wǎng)(wang)絡(luò)中形成(cheng)非共價(jià)鍵可(ke)以提高(gao)其力學(xué)強(qiáng)度,但(dan)CNF與水凝膠(jiao)基體之(zhi)間的(de)物理相(xiang)互作用(yong)較弱(ruo),增強(qiáng)作用(yong)通常較(jiao)小,因?yàn)镃NF分子內(nèi)(nei)和分(fen)子間存(cun)在較強(qiáng)的(de)氫鍵作(zuo)用,它(ta)限制了(le)CNF 的反應(yīng)活性。因(yin)此,引入CNF提(ti)高水凝(ning)膠機(jī)械強(qiáng)度的(de)關(guān)鍵是CNF能與(yu)水凝膠(jiao)內(nèi)其它聚合物(wu)鏈發(fā)生化學(xué)(xue)交聯(lián)產(chǎn)生(sheng)共價(jià)(jia)鍵,從而使水凝(ning)膠具備(bei)更強(qiáng)的(de)機(jī)械性能。丙(bing)烯酰氯(lv)改性(xing)的CNF(ACL-CNF)表面帶(dai)有較為(wei)活潑的丙烯(xi)基團(tuán),能與(yu)其它單(dan)體的雙鍵進(jìn)行(xing)接枝共聚反應(yīng)(ying),與水(shui)凝膠內(nèi)的(de)其它高分子鏈(lian)之間形(xing)成了共價(jià)鍵,能(neng)提高(gao)復(fù)合水(shui)凝膠(jiao)顆粒的機(jī)械性(xing)能。

1、復(fù)合水凝膠顆(ke)粒的機(jī)械(xie)強(qiáng)度測定

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(he)水凝膠顆(ke)粒樣品(pin)放于柱形(xing)探頭的正下方(fang)，測試條(tiao)件如下：

測試模式：單(dan)次測試

測試速度(du)：0.05mm/s

觸發(fā)力(li)：5gf

目標(biāo)模(mo)式：形變 85%

可以用(yong)于測定復(fù)合水(shui)凝膠(jiao)顆粒樣品的恢(hui)復(fù)性、是否破(po)裂。