水凝(ning)膠是一(yi)種軟(ruan)、濕材(cai)料由三維(wei)聚合物網(wǎng)絡(luò)(luo)和大量的(de)水組成。傳統(tǒng)(tong)水凝膠由(you)于形成(cheng)的聚合物網(wǎng)(wang)絡(luò)的不(bu)均勻性和缺(que)乏有效的(de)能量耗(hao)散機(jī)制(zhi),導(dǎo)致水凝(ning)膠柔(rou)軟、脆(cui)弱、易碎通常(chang)沒有足夠的(de)機(jī)械強(qiáng)度來滿(man)足實(shi)際工業(yè)(ye)和生(sheng)物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的(de)要求。

為了提升水凝(ning)膠的(de)機(jī)械性能(neng),將機(jī)(ji)械堅(jian)固、高長徑比(bi)的納米級(ji)填料摻入(ru)聚合物基(ji)體中(zhong)制備出(chu)了納(na)米復(fù)合(he)水凝膠,由于其(qi)較大的比表(biao)面積,可(ke)以提高所得(de)到的復(fù)(fu)合材料的(de)力學(xué)性能、熱(re)穩(wěn)定性和(he)潤脹性能。纖維(wei)素納米(mi)纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一種納(na)米級微細(xì)(xi)纖維,具有(you)較高的機(jī)械(xie)強(qiáng)度和彈性模(mo)量,可以在復(fù)(fu)合材料中形成(cheng)較強(qiáng)的(de)物理纏結(jié)(jie)和網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有CNF的納米(mi)復(fù)合水凝膠具(ju)有較大(da)的溶脹倍率(lv)和較高的(de)力學(xué)性能,CNF作(zuo)為聚(ju)合物水(shui)凝膠網(wǎng)絡(luò)的(de)填料或者(zhe)補(bǔ)強(qiáng)劑,在(zai)網(wǎng)絡(luò)(luo)中形(xing)成非(fei)共價鍵可以提(ti)高其力學(xué)強(qiáng)(qiang)度,但CNF與水(shui)凝膠基體之(zhi)間的物理(li)相互(hu)作用較弱,增(zeng)強(qiáng)作(zuo)用通常較小,因(yin)為CNF分子內(nèi)和(he)分子間存(cun)在較(jiao)強(qiáng)的氫鍵作用(yong),它限制了CNF 的反(fan)應(yīng)活性。因此(ci),引入CNF提(ti)高水凝膠機(jī)械(xie)強(qiáng)度的關(guān)(guan)鍵是CNF能與(yu)水凝膠內(nèi)其(qi)它聚合(he)物鏈發(fā)生(sheng)化學(xué)交(jiao)聯(lián)產(chǎn)(chan)生共價鍵(jian),從而使水凝膠(jiao)具備更強(qiáng)的(de)機(jī)械性能。丙烯(xi)酰氯改(gai)性的(de)CNF(ACL-CNF)表面帶有較為(wei)活潑的丙烯基(ji)團(tuán),能與其它單(dan)體的雙鍵(jian)進(jìn)行接枝共(gong)聚反應(yīng),與水凝(ning)膠內(nèi)的其它高(gao)分子鏈之間(jian)形成(cheng)了共價鍵,能(neng)提高復(fù)合水凝(ning)膠顆(ke)粒的機(jī)(ji)械性能。

1、復(fù)合水凝(ning)膠顆(ke)粒的機(jī)械強(qiáng)(qiang)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(xing)探頭

將復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒樣品放于(yu)柱形(xing)探頭的(de)正下方(fang)，測試條件如下(xia)：

測試模式(shi)：單次測試

測試(shi)速度：0.05mm/s

觸發(fā)力：5gf

目標(biāo)(biao)模式：形(xing)變 85%

可以(yi)用于(yu)測定復(fù)合(he)水凝膠顆粒(li)樣品的恢復(fù)(fu)性、是否破裂。