水凝膠是一(yi)種軟、濕材料由(you)三維聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)和(he)大量的(de)水組成。傳統(tǒng)水(shui)凝膠由(you)于形成的(de)聚合物(wu)網(wǎng)絡(luò)的不均勻(yun)性和缺乏有(you)效的(de)能量耗散機制(zhi),導(dǎo)致(zhi)水凝膠柔(rou)軟、脆弱、易碎(sui)通常沒(mei)有足夠的機(ji)械強(qiang)度來滿足(zu)實際(ji)工業(yè)(ye)和生物醫(yī)(yi)學(xué)應(yīng)用的要(yao)求。

為了提(ti)升水凝膠(jiao)的機械性(xing)能,將機械堅(jian)固、高長(zhang)徑比的納米級(ji)填料摻入聚合(he)物基體(ti)中制(zhi)備出了納米(mi)復(fù)合水凝膠,由(you)于其(qi)較大的比(bi)表面(mian)積,可以(yi)提高所(suo)得到的復(fù)合材(cai)料的力學(xué)(xue)性能、熱穩(wěn)定性(xing)和潤脹性能。纖(xian)維素(su)納米纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是一(yi)種納米級(ji)微細纖(xian)維,具有(you)較高的(de)機械強度和彈(dan)性模量,可以在(zai)復(fù)合材料中(zhong)形成較強的(de)物理纏(chan)結(jié)和網(wǎng)絡(luò)(luo)。含有(you)CNF的納米(mi)復(fù)合(he)水凝(ning)膠具(ju)有較大的溶脹(zhang)倍率和較高的(de)力學(xué)性(xing)能,CNF作為(wei)聚合物水(shui)凝膠網(wǎng)絡(luò)的填(tian)料或者補(bu)強劑(ji),在網(wǎng)絡(luò)中形成(cheng)非共價鍵可以(yi)提高其(qi)力學(xué)強度,但CNF與(yu)水凝(ning)膠基體之間(jian)的物理相互(hu)作用較(jiao)弱,增(zeng)強作用通常較(jiao)小,因為(wei)CNF分子(zi)內(nèi)和分子間存(cun)在較強的(de)氫鍵作(zuo)用,它限(xian)制了(le)CNF 的反應(yīng)活性。因(yin)此,引入CNF提高水(shui)凝膠機械(xie)強度的關(guān)鍵(jian)是CNF能與水(shui)凝膠內(nèi)其(qi)它聚合(he)物鏈發(fā)(fa)生化學(xué)交(jiao)聯(lián)產(chǎn)生(sheng)共價(jia)鍵,從而使水(shui)凝膠具(ju)備更強的機(ji)械性能。丙(bing)烯酰氯改性的(de)CNF(ACL-CNF)表面帶(dai)有較為活潑的(de)丙烯基(ji)團,能與其(qi)它單體(ti)的雙鍵進行(xing)接枝共聚(ju)反應(yīng),與水凝膠(jiao)內(nèi)的其它(ta)高分(fen)子鏈之間形(xing)成了共價鍵(jian),能提(ti)高復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒的機械(xie)性能。

1、復(fù)合水凝膠(jiao)顆粒(li)的機械(xie)強度(du)測定

儀器(qi)：上海騰拔質(zhì)(zhi)構(gòu)儀（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探頭：P/36R柱形探(tan)頭

將復(fù)合水(shui)凝膠(jiao)顆粒樣品放于(yu)柱形探(tan)頭的正下方，測(ce)試條件(jian)如下：

測試模式：單(dan)次測試

測試速度(du)：0.05mm/s

觸發(fā)(fa)力：5gf

目標(biāo)模式：形(xing)變 85%

可以用于(yu)測定復(fù)合水(shui)凝膠顆粒樣品(pin)的恢復(fù)(fu)性、是否破裂。