納米復(fù)合水凝膠開題報(bào)告

納米復(fù)合水凝膠的

制備及性能研究指導(dǎo)老師:

XXX學(xué)生:XXX專業(yè):XXX1研究背景及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)況2主要研究?jī)?nèi)容、課題意義3技術(shù)路線、關(guān)鍵技術(shù)和方案4進(jìn)度安排1

研究背景Y

高吸水性Y

良好的彈性和可塑性Y

良好的生物相容性和粘附性水凝膠特性2

研究背景高分子水凝膠生物醫(yī)學(xué)農(nóng)林園藝特殊材料建筑其他土壤改良劑土壤保水劑創(chuàng)敷材料藥物釋放載體形狀記憶材料溫敏材料pH敏感材料防水堵漏劑水泥防護(hù)劑包裝材料、香料緩釋劑、凝膠防焰劑、防火布4研究背景t機(jī)械強(qiáng)度缺乏

t合成方法的局限性t水凝膠的響應(yīng)速度慢水凝膠特性3t平衡溶脹率不高

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

容建華等利用納米尺寸的鈉基黏土制備了納米復(fù)合水凝膠，具有優(yōu)異的吸水性。[1]容建華;陳敏;胡永紅,等.納米復(fù)合水凝膠的制備與表征[J].暨南大學(xué)報(bào),2005,26(05):657-661.6

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

日本Haraguchi研究組以層狀鋰藻土既作為填充劑和交聯(lián)劑的工藝，成功地制備了具有規(guī)整結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)納米復(fù)合水凝膠材料，其材料機(jī)械性能得到大幅提高。Haraguchi等也嘗試使用TiO2和SiO2納米粒子的分散液與NIPAm原位聚合。[1]KazutoshiHaraguchi,Huan-JunLi,LiyuanSong.UnusuallyHighHydrophobicityandIts

ChangesObservedontheNewly-createdSurfacesofPNIPA/clayNanocompositeHydrogels[J].JournalofColloidandInterfaceScience,2008,326(1):41-50.5

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀輻射法合成水凝膠，是一種簡(jiǎn)單環(huán)保的合成方法。

Kiatkamjornwong等在γ射線引發(fā)下,將丙烯酰胺和丙烯酸混合單體與木薯淀粉進(jìn)行接枝共聚,制備出多孔高分子水凝膠材料。[1]KiatkamjornwongS,ChomsaksakulW,SonsukM.RadiationModificationofWaterAbsorptionofCassavaStarchbyAcrylicAcid/acrylamide[J].RadiatPhysChem,2000,59(4):413-427.9

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀黃玉萍等利用交聯(lián)共聚，接枝共聚以及互穿網(wǎng)絡(luò)等方法合成具有對(duì)溫度和pH敏感的水凝膠。朱秀芳在水凝膠中參加亞硫酸氫鈉〔SBS〕、過硫酸銨〔APS)，其復(fù)合水凝膠在電場(chǎng)刺激下感應(yīng)敏感。[1]朱秀芳,聶玉靜,楊明,等.pH值/電場(chǎng)雙重敏感水凝膠的合成及性能測(cè)定[J].粘接,2010,(06):34-37.[2]黃玉萍,張麗華.敏感性水凝膠的合成及響應(yīng)原理[J].膠體與聚合物,2009,27(1):32-358課題的提出N-異丙基丙烯酰胺鱗片石墨13對(duì)電場(chǎng)和溫度敏感的復(fù)合水凝膠課題的提出·電場(chǎng)和溫度場(chǎng)很容易施加且易于調(diào)控·PNIPA具有良好的溫度敏感特性·石墨導(dǎo)電，層狀結(jié)構(gòu)·采用Fe粉復(fù)原可以減少化學(xué)污染·輻射合成更經(jīng)濟(jì)，更環(huán)保13

研究?jī)?nèi)容〔2〕將石墨納米薄片分散與NIPA水溶液中，采用高能射線輻照聚合。然后采用鐵粉復(fù)原法恢復(fù)石墨納米薄片的導(dǎo)電性。〔1〕以天然鱗片石墨為原料，采用Hummers法制備氧化石墨，再利用超聲波粉碎技術(shù)制備石墨納米片層?！?〕制備一系列具有不同結(jié)構(gòu)、組成的PNIPA/納米石墨微片復(fù)合水凝膠材料，考察材料的力學(xué)性能，溫度響應(yīng)性能及電場(chǎng)敏感性。12表征手法

微觀結(jié)構(gòu)

SEM、AFM、TEM力學(xué)性能

萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)熱分析DSC、TG及DMTA電刺激響應(yīng)性能施加電場(chǎng)測(cè)位移溫敏響應(yīng)性能紫外可見分光光度儀13

關(guān)鍵技術(shù)(1)納米石墨片層良好分散(2)對(duì)輻照條件優(yōu)化(3)鐵粉復(fù)原納米氧化石墨片層15研究意義·解決傳統(tǒng)水凝膠中存在的問題·將輻射化學(xué)技術(shù)應(yīng)用于水凝膠材料的制備