複合水凝膠顆粒的機械強度測定

水凝膠是一種軟、濕材料由三維聚合物網絡和大量的水組成。傳(chuan) 統水凝膠由於(yu) 形成的聚合物網絡的不均勻性和缺乏有效的能量耗散機製,導致水凝膠柔軟、脆弱、易碎通常沒有足夠的機械強度來滿足實際工業(ye) 和生物醫學應用的要求。

為(wei) 了提升水凝膠的機械性能,將機械堅固、高長徑比的納米級填料摻入聚合物基體(ti) 中製備出了納米複合水凝膠,由於(yu) 其較大的比表麵積,可以提高所得到的複合材料的力學性能、熱穩定性和潤脹性能。纖維素納米纖絲(si) (cellulose nanofibrils,CNF)是一種納米級微細纖維,具有較高的機械強度和彈性模量,可以在複合材料中形成較強的物理纏結和網絡。含有CNF的納米複合水凝膠具有較大的溶脹倍率和較高的力學性能,CNF作為(wei) 聚合物水凝膠網絡的填料或者補強劑,在網絡中形成非共價(jia) 鍵可以提高其力學強度,但CNF與(yu) 水凝膠基體(ti) 之間的物理相互作用較弱,增強作用通常較小,因為(wei) CNF分子內(nei) 和分子間存在較強的氫鍵作用,它限製了CNF 的反應活性。因此,引入CNF提高水凝膠機械強度的關(guan) 鍵是CNF能與(yu) 水凝膠內(nei) 其它聚合物鏈發生化學交聯產(chan) 生共價(jia) 鍵,從(cong) 而使水凝膠具備更強的機械性能。丙烯酰氯改性的CNF(ACL-CNF)表麵帶有較為(wei) 活潑的丙烯基團,能與(yu) 其它單體(ti) 的雙鍵進行接枝共聚反應,與(yu) 水凝膠內(nei) 的其它高分子鏈之間形成了共價(jia) 鍵,能提高複合水凝膠顆粒的機械性能。

1、複合水凝膠顆粒的機械強度測定

儀(yi) 器：上海騰拔質構儀(yi) （TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探頭：P/36R柱形探頭

將複合水凝膠顆粒樣品放於(yu) 柱形探頭的正下方，測試條件如下：

測試模式：單次測試

測試速度：0.05mm/s

觸發力：5gf

目標模式：形變 85%

可以用於(yu) 測定複合水凝膠顆粒樣品的恢複性、是否破裂。