復(fù)合(hé)水凝膠(jiāo)顆(kē)粒的機械強度測定

更新(xīn)時間(jiān)：2025-02-14

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水凝膠是一種軟，濕材料由(yóu)三維(wéi)聚合物網(wǎng)絡(luò)和大量(liáng)的(dí)水組成。傳統水凝膠由(yóu)於形成(chéng)的(dí)聚合物(wù)網絡的不(bù)均(jūn)匀性(xìng)和缺(quē)乏(fá)有(yǒu)效的能量耗(hào)散機製,導致水(shuǐ)凝(níng)膠(jiāo)柔(róu)軟，脆(cuì)弱(ruò)，易(yì)碎通(tōng)常沒有足(zú)夠(gòu)的機械(xiè)強度來滿足實際(jì)工(gōng)業(yè)和(hé)生物醫學應用的(dí)要(yào)求。

為了提升水凝膠的機(jī)械(xiè)性(xìng)能,將機(jī)械(xiè)堅固(gù)，高(gāo)長(cháng)徑(jìng)比(bǐ)的納(nà)米(mǐ)級(jí)填(tián)料摻入聚合(hé)物基(jī)體(tǐ)中製備(bèi)出了納(nà)米復合(hé)水凝膠,由於其較大的比(bǐ)表(biǎo)麵(miàn)積,可(kě)以(yǐ)提高所得到的復合材(cái)料(liào)的(dí)力(lì)學性(xìng)能(néng)，熱(rè)穩(wěn)定(dìng)性和潤脹性(xìng)能。纖維素納米纖絲(sī)(cellulose nanofibrils,CNF)是(shì)一種納米(mǐ)級微細(xì)纖維,具有較(jiào)高的機械(xiè)強(qiáng)度和彈性模(mó)量(liáng),可以在(zài)復合(hé)材(cái)料(liào)中(zhōng)形成較強(qiáng)的物(wù)理(lǐ)纏(chán)結和(hé)網(wǎng)絡。含(hán)有CNF的納米復合(hé)水(shuǐ)凝膠具(jù)有較(jiào)大的溶(róng)脹(zhàng)倍(bèi)率和(hé)較高的力學(xué)性(xìng)能,CNF作(zuò)為聚合物(wù)水(shuǐ)凝(níng)膠網(wǎng)絡(luò)的填料或(huò)者補強(qiáng)劑(jì),在(zài)網絡(luò)中形成非共價鍵(jiàn)可以提(tí)高其(qí)力(lì)學強(qiáng)度,但CNF與水凝膠基體之間的(dí)物理(lǐ)相互作用較弱,增強(qiáng)作(zuò)用通(tōng)常(cháng)較小,因為CNF分子(zǐ)內(nèi)和分子間(jiān)存(cún)在較(jiào)強(qiáng)的(dí)氫鍵作(zuò)用,它限製了CNF 的反(fǎn)應活性(xìng)。因此(cǐ),引(yǐn)入(rù)CNF提高水(shuǐ)凝膠機(jī)械(xiè)強(qiáng)度(dù)的關鍵是CNF能(néng)與水凝膠內其它聚合(hé)物鏈發生化學(xué)交聯產(chǎn)生共價(jià)鍵,從(cóng)而使水(shuǐ)凝膠具(jù)備更強(qiáng)的(dí)機械(xiè)性能。丙烯酰(xiān)氯(lǜ)改性(xìng)的CNF(ACL-CNF)表麵帶有較為活潑的丙(bǐng)烯基團,能與其它單體(tǐ)的雙鍵(jiàn)進(jìn)行(háng)接枝共(gòng)聚(jù)反(fǎn)應,與水凝膠(jiāo)內(nèi)的其它(tā)高(gāo)分子(zǐ)鏈(liàn)之間形成了(liǎo)共價鍵,能(néng)提高(gāo)復(fù)合(hé)水凝膠(jiāo)顆粒(lì)的機(jī)械性能。

1，復合水凝膠顆粒的機(jī)械強(qiáng)度測定(dìng)

儀器(qì)：上(shàng)海騰(téng)拔質構儀(yí)（TBUTA-23/Universal TA/Rapid TA+/Rapid TA)

探(tàn)頭：P/36R柱(zhù)形探頭

復合水凝(níng)膠顆(kē)粒(lì)的(dí)機(jī)械強度(dù)測定

將復合(hé)水凝膠顆粒樣品(pǐn)放於(yú)柱形(xíng)探(tàn)頭的(dí)正下方，測試條(tiáo)件(jiàn)如(rú)下(xià)：

測(cè)試模式(shì)：單次(cì)測試(shì)

測(cè)試(shì)速(sù)度：0.05mm/s

觸(chù)發(fā)力：5gf

目標(biāo)模(mó)式：形變 85%

可以用於測定復合水凝(níng)膠(jiāo)顆(kē)粒(lì)樣(yàng)品(pǐn)的恢復性(xìng)，是否破裂(liè)。