水凝膠是一(yi)種軟、濕材料(liao)由三維聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)和大量的(de)水組(zu)成。傳統(tǒng)(tong)水凝膠由(you)于形成的聚(ju)合物網(wǎng)(wang)絡(luò)的不均(jun)勻性和缺乏有(you)效的能量耗(hao)散機(jī)制(zhi),導(dǎo)致水凝膠(jiao)柔軟、脆(cui)弱、易碎通(tong)常沒(mei)有足夠(gou)的機(jī)(ji)械強(qiáng)度來滿(man)足實(shí)際工業(yè)和(he)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)(ying)用的(de)要求。

為了(le)提升水凝膠(jiao)的機(jī)(ji)械性能(neng),將機(jī)(ji)械堅(jiān)固、高長(zhang)徑比的納米(mi)級(jí)填料(liao)摻入聚合(he)物基(ji)體中制(zhi)備出了納米(mi)復(fù)合水凝膠,由(you)于其較大的(de)比表面積,可以(yi)提高所(suo)得到的復(fù)(fu)合材料的力(li)學(xué)性(xing)能、熱穩(wěn)定性和(he)潤脹性(xing)能。纖維(wei)素納米纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是(shi)一種納米級(jí)(ji)微細(xì)纖(xian)維,具(ju)有較高的機(jī)(ji)械強(qiáng)(qiang)度和彈性模(mo)量,可以在復(fù)合(he)材料中形(xing)成較強(qiáng)的(de)物理纏結(jié)(jie)和網(wǎng)(wang)絡(luò)。含有CNF的(de)納米(mi)復(fù)合(he)水凝膠具(ju)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)合物水凝膠網(wǎng)(wang)絡(luò)的(de)填料(liao)或者補(bǔ)(bu)強(qiáng)劑,在網(wǎng)絡(luò)(luo)中形(xing)成非共價(jià)鍵可(ke)以提高其力學(xué)(xue)強(qiáng)度,但CNF與水(shui)凝膠基體之間(jian)的物理相互(hu)作用較弱,增(zeng)強(qiáng)作用通常較(jiao)小,因(yin)為CNF分(fen)子內(nèi)和分子(zi)間存在較強(qiáng)的(de)氫鍵作用,它限(xian)制了CNF 的反應(yīng)(ying)活性(xing)。因此,引入CNF提高(gao)水凝膠機(jī)(ji)械強(qiáng)(qiang)度的關(guān)鍵(jian)是CNF能(neng)與水凝膠內(nèi)其(qi)它聚合物鏈發(fā)(fa)生化(hua)學(xué)交聯(lián)產(chǎn)生共(gong)價(jià)鍵,從而使(shi)水凝(ning)膠具備(bei)更強(qiáng)(qiang)的機(jī)械(xie)性能。丙烯酰(xian)氯改性的CNF(ACL-CNF)表(biao)面帶(dai)有較為(wei)活潑的丙烯(xi)基團(tuán),能(neng)與其它(ta)單體的雙鍵進(jìn)(jin)行接(jie)枝共聚反(fan)應(yīng),與(yu)水凝膠(jiao)內(nèi)的其它(ta)高分子(zi)鏈之(zhi)間形(xing)成了共價(jià)鍵(jian),能提高復(fù)合水(shui)凝膠(jiao)顆粒的機(jī)械(xie)性能。

1、復(fù)合水凝(ning)膠顆粒的(de)機(jī)械強(qiáng)度測定(ding)

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

探頭(tou)：P/36R柱形探(tan)頭

將復(fù)合水(shui)凝膠顆(ke)粒樣(yang)品放(fang)于柱形探頭的(de)正下方，測(ce)試條(tiao)件如下：

測試(shi)模式：單次測(ce)試

測試速度(du)：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)模式(shi)：形變 85%

可以(yi)用于測定(ding)復(fù)合水凝(ning)膠顆(ke)粒樣品的恢(hui)復(fù)性、是否(fou)破裂(lie)。