纳米复合水凝胶开题报告

纳米复合水凝胶的

制备及性能研究指导老师:

XXX学生:XXX专业:XXX1研究背景及国内外现况2主要研究内容、课题意义3技术路线、关键技术和方案4进度安排1

研究背景Y

高吸水性Y

良好的弹性和可塑性Y

良好的生物相容性和粘附性水凝胶特性2

研究背景高分子水凝胶生物医学农林园艺特殊材料建筑其他土壤改良剂土壤保水剂创敷材料药物释放载体形状记忆材料温敏材料pH敏感材料防水堵漏剂水泥防护剂包装材料、香料缓释剂、凝胶防焰剂、防火布4研究背景t机械强度缺乏

t合成方法的局限性t水凝胶的响应速度慢水凝胶特性3t平衡溶胀率不高

国内外现状

容建华等利用纳米尺寸的钠基黏土制备了纳米复合水凝胶，具有优异的吸水性。[1]容建华;陈敏;胡永红,等.纳米复合水凝胶的制备与表征[J].暨南大学报,2005,26(05):657-661.6

国内外现状

日本Haraguchi研究组以层状锂藻土既作为填充剂和交联剂的工艺，成功地制备了具有规整结构的无机纳米复合水凝胶材料，其材料机械性能得到大幅提高。Haraguchi等也尝试使用TiO2和SiO2纳米粒子的分散液与NIPAm原位聚合。[1]KazutoshiHaraguchi,Huan-JunLi,LiyuanSong.UnusuallyHighHydrophobicityandIts

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

国内外现状辐射法合成水凝胶，是一种简单环保的合成方法。

Kiatkamjornwong等在γ射线引发下,将丙烯酰胺和丙烯酸混合单体与木薯淀粉进行接枝共聚,制备出多孔高分子水凝胶材料。[1]KiatkamjornwongS,ChomsaksakulW,SonsukM.RadiationModificationofWaterAbsorptionofCassavaStarchbyAcrylicAcid/acrylamide[J].RadiatPhysChem,2000,59(4):413-427.9

国内外现状黄玉萍等利用交联共聚，接枝共聚以及互穿网络等方法合成具有对温度和pH敏感的水凝胶。朱秀芳在水凝胶中参加亚硫酸氢钠〔SBS〕、过硫酸铵〔APS)，其复合水凝胶在电场刺激下感应敏感。[1]朱秀芳,聂玉静,杨明,等.pH值/电场双重敏感水凝胶的合成及性能测定[J].粘接,2010,(06):34-37.[2]黄玉萍,张丽华.敏感性水凝胶的合成及响应原理[J].胶体与聚合物,2009,27(1):32-358课题的提出N-异丙基丙烯酰胺鳞片石墨13对电场和温度敏感的复合水凝胶课题的提出·电场和温度场很容易施加且易于调控·PNIPA具有良好的温度敏感特性·石墨导电，层状结构·采用Fe粉复原可以减少化学污染·辐射合成更经济，更环保13

研究内容〔2〕将石墨纳米薄片分散与NIPA水溶液中，采用高能射线辐照聚合。然后采用铁粉复原法恢复石墨纳米薄片的导电性。〔1〕以天然鳞片石墨为原料，采用Hummers法制备氧化石墨，再利用超声波粉碎技术制备石墨纳米片层。〔3〕制备一系列具有不同结构、组成的PNIPA/纳米石墨微片复合水凝胶材料，考察材料的力学性能，温度响应性能及电场敏感性。12表征手法

微观结构

SEM、AFM、TEM力学性能

万能试验机热分析DSC、TG及DMTA电刺激响应性能施加电场测位移温敏响应性能紫外可见分光光度仪13

关键技术(1)纳米石墨片层良好分散(2)对辐照条件优化(3)铁粉复原纳米氧化石墨片层15研究意义·解决传统水凝胶中存在的问题·将辐射化学技术应用于水凝胶材料的制备