復合(he)水凝膠(jiao)顆(ke)粒(li)的(de)機械(xie)強(qiang)度(du)測(ce)定(ding)

水凝膠(jiao)是(shi)壹(yi)種(zhong)軟(ruan)、濕(shi)材料由三(san)維聚(ju)合(he)物網(wang)絡和大(da)量(liang)的(de)水組(zu)成。傳(chuan)統水凝膠(jiao)由(you)於形(xing)成的(de)聚合(he)物網(wang)絡的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)性和缺乏有效(xiao)的(de)能量(liang)耗(hao)散(san)機制,導致(zhi)水凝膠(jiao)柔(rou)軟(ruan)、脆(cui)弱(ruo)、易碎(sui)通常(chang)沒(mei)有足(zu)夠(gou)的(de)機械(xie)強(qiang)度(du)來(lai)滿(man)足(zu)實(shi)際(ji)工(gong)業和生物醫學(xue)應(ying)用(yong)的(de)要(yao)求(qiu)。

為了(le)提(ti)升水凝膠(jiao)的(de)機械(xie)性能,將機械(xie)堅固、高(gao)長徑比(bi)的(de)納(na)米(mi)級填(tian)料摻入聚(ju)合(he)物基體(ti)中(zhong)制備(bei)出(chu)了(le)納(na)米(mi)復合(he)水凝膠(jiao),由(you)於其較大(da)的(de)比(bi)表面積,可以(yi)提(ti)高所得(de)到(dao)的(de)復合(he)材料的(de)力(li)學(xue)性能、熱穩(wen)定(ding)性和潤脹(zhang)性能。纖維素納(na)米(mi)纖絲(cellulose nanofibrils,CNF)是(shi)壹種(zhong)納(na)米(mi)級微細纖維,具(ju)有較高的(de)機械(xie)強(qiang)度(du)和彈性模(mo)量(liang),可(ke)以(yi)在復合(he)材料中(zhong)形(xing)成較強(qiang)的(de)物理(li)纏(chan)結和網(wang)絡。含有CNF的(de)納(na)米(mi)復合(he)水凝膠(jiao)具(ju)有較大(da)的(de)溶(rong)脹(zhang)倍率(lv)和較高的(de)力(li)學(xue)性能,CNF作(zuo)為(wei)聚(ju)合(he)物水凝膠(jiao)網(wang)絡的(de)填(tian)料或(huo)者(zhe)補強(qiang)劑,在網(wang)絡中(zhong)形(xing)成非(fei)共價鍵(jian)可以(yi)提(ti)高其力(li)學(xue)強(qiang)度(du),但(dan)CNF與(yu)水凝膠(jiao)基(ji)體(ti)之(zhi)間的(de)物理(li)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)較弱(ruo),增強(qiang)作(zuo)用(yong)通(tong)常(chang)較小,因(yin)為CNF分子(zi)內和分子(zi)間存(cun)在較強(qiang)的(de)氫鍵(jian)作(zuo)用(yong),它限(xian)制了CNF 的(de)反應活(huo)性。因(yin)此,引(yin)入(ru)CNF提(ti)高水凝膠(jiao)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)的(de)關鍵(jian)是CNF能(neng)與水凝膠(jiao)內(nei)其它聚(ju)合(he)物鏈發生化(hua)學(xue)交聯產生共價鍵(jian),從(cong)而使水凝膠(jiao)具(ju)備(bei)更強(qiang)的(de)機械(xie)性能。丙烯(xi)酰氯(lv)改性的(de)CNF(ACL-CNF)表面帶(dai)有較為活(huo)潑(po)的(de)丙烯(xi)基團(tuan),能與(yu)其它單體(ti)的(de)雙鍵(jian)進(jin)行(xing)接(jie)枝共聚反應,與(yu)水凝膠(jiao)內(nei)的(de)其它高(gao)分子(zi)鏈之(zhi)間形(xing)成了(le)共價鍵(jian),能提(ti)高復合(he)水凝膠(jiao)顆(ke)粒(li)的(de)機械(xie)性能。

1、復合(he)水凝膠(jiao)顆(ke)粒(li)的(de)機械(xie)強(qiang)度(du)測(ce)定(ding)

儀器：上海(hai)騰(teng)拔質構儀(yi)（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探(tan)頭：P/36R柱(zhu)形(xing)探頭

將復合(he)水凝膠(jiao)顆(ke)粒(li)樣品(pin)放(fang)於柱(zhu)形(xing)探頭的(de)正(zheng)下(xia)方(fang)，測(ce)試(shi)條(tiao)件(jian)如(ru)下(xia)：

測(ce)試(shi)模(mo)式：單次測(ce)試(shi)

測試(shi)速度：0.05mm/s

觸(chu)發力(li)：5gf

目標模(mo)式：形(xing)變 85%

可以(yi)用(yong)於測(ce)定(ding)復(fu)合(he)水凝膠(jiao)顆(ke)粒(li)樣品(pin)的(de)恢(hui)復性、是否(fou)破裂。