交联聚丙烯酰胺微凝胶的制备与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

水凝胶是一种介于液体和固体之间的能显著地溶胀于水并保持大量水分但不溶解于水的亲水聚合物，作为一类“软材料”在自然界中广泛存在。比如人体70%都是水分，这些水并非以液态形式存在，而表现为高分子凝胶。目前，对温度、ph、光、磁或化学物质等具有响应性的智能型水凝胶倍受人们关注，但因其尚存在响应速率慢等缺点而大大限制了水凝胶的应用。tanaka等研究表明，水凝胶溶胀或收缩达到平衡所需的时间与水凝胶的线性尺寸的平方呈正比，因此具有亚微米尺寸的水凝胶纳米粒子(简称微凝胶)得到了广泛的研究。由于微凝胶特殊的结构、小的尺寸和较高的表面积，以及相当快的刺激响应性，在诸如药物控制释放、光电开关、酶的固定、蛋白质的吸收、组织工程、化学存储器、人造肌肉和分子分离等方面显示出良好的应用前景。

微凝胶是一种分子内高度交联的聚合物胶体粒子，其内部结构为典型的网络结构，通常以胶态形式溶胀于一定溶剂中且高度分散。目前一般认为微凝胶的粒径在50 nm至5 gm之间。环境响应性微凝胶是指因温度、ph、溶剂、外加应力、光强度(可见光和紫外光)、电磁场或各种化学、离子强度等外部因素发生变化，微凝胶内部发生溶剂的挤出或溶胀，从而导致微凝胶的体积发生膨胀或收缩，并引起如孔隙度、流变性、折光指数、表面电荷密度和胶体稳定性等许多物理或化学性质变化的一类微凝胶。

1978年chibante等制备得到温敏性的pnipam水性微凝胶，随后大量研究表明，环境的某些变化都可能导致微凝胶体积的显著变化，近三十年来，在pelton, tanaka、saunders等人的推动下，微凝胶的研究和应用在国内外得到了快速发展。

2. 研究内容和预期目标

本章采用亲水性单体丙烯酰胺(AM)和衣康酸(IA)为原料，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(Bis-A)为交联剂，偶氮二异丁睛(AIBN)为引发剂，失水山梨糖醇脂肪酸酯(Span80)/聚氧乙烯山梨糖醇单硬脂酸酯(Tween60)为复合乳化剂，通过反相乳液聚合法制备了一系列粒子尺寸在100-300nm的P(AM-co-IA)微凝胶，并且讨论了反应条件对共聚微凝胶粒径的影响，以及所得P(AM-co-IA)微凝胶的吸水性能和热性能。

3. 研究的方法与步骤

利用现代科技文献的查阅方法和手段，如internet、网上图书馆、电子期刊等数据库，查阅有关研究教练聚丙烯酰胺微凝胶得制备文献资料，并对文献进行分析、研究。在此基础上拟定出了具体实验方案。

在确定合成路线的基础上，选择具体合成条件，合成出目标，通过实验培养动手能力、独立思考问题解决问题的能力和初步的科研素养。

具体合成的基本路线如下：

4. 参考文献

[1] 高燕. 丙烯酰胺基微凝胶的制备及其性能研究[d].江南大学, 2013

[2]王磊，张建强，李瑞冬，冯岸洲，张贵才. 丙烯酰胺类反相微乳液聚合研究及应用进展[j]. 中国石油大学, 2009, 26(4): 3-4

[3] 于涛，李钟，曲广森，来和鑫，杨翠，童维，丁伟. 丙烯酰胺类聚合物合成方法研究进展[j]. 高分子通报, 2009, 6: 2-3

5. 计划与进度安排

（1）2022-3-3~2022-3-16（第一、二周）在查阅文献资料的基础上，写出开题报告。

（2）2022-3-17~2022-6-1（第三周到第十五周）完成合成实验、结构表征及性能测试。