弹性纳米甲壳素凝胶材料的可控制备开题报告

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1. 研究目的与意义

甲壳素是仅次于纤维素的第二大天然聚合物，也是甲壳动物、藻类和真菌的主要骨骼成分之一。然而，与纤维素不同，甲壳素长期以来一直未被开发利用，并被作为海鲜废弃物丢弃，直到最近几十年，甲壳素作为天然富氮聚合物在各个领域的独特结构和性能以及巨大潜力引起了全球关注。甲壳素与纤维素相比，具有良好的生物降解性、免疫调节能力、创面愈合性能等优点。此外，它是唯一带有乙酰氨基和氨基的天然正电荷多糖。所有这些特性使甲壳素在医药、化妆品、纺织品、生物传感器和水处理等各个领域具有巨大的应用潜力。因此，甲壳素纳米纤维(CNF)可以通过化学或物理方法从甲壳素提取液中分离出来，成为功能材料的良好候选材料。目前制备甲壳素纳米纤维的方法包括机械处理法、酸水解法、离子液处理法、TEMPO氧化等方法，这些制备方法能量消耗大，对环境不友好，而甘油因其温和性、粘稠性、水油溶性好、对人体无害等优点可作为一种理想的用来制备纳米甲壳素的分散剂。

2. 国内外研究现状分析

高分子水凝胶材料是指能迅速吸收及并保持大量水分而又不溶于水的低交联度材料，具有高分子电解质特性和三维网络结构，是一类集吸水、保水、缓释于一体并且发展迅速的功能高分子材料。高分子水凝胶材料本身所具有的优越性能引起众多研究者极大的兴趣与关注。相应的制备与开发研究日新月异，其应用已渗入到农、林、牧、园艺、沙漠防治、医疗卫生、生物医药、建筑、石 油化工、日用化工、食品、电子和环保等各个领域,，并仍在向更广阔的应用领域拓展。我国高分子水凝胶材料的研究起步虽然较晚，但也取得了令人瞩目的成就。然而，无论是在研制与开 发方面还是在工业化及其应用方面，我国与日本、美国、西欧等国家和地区相比仍有很大差距。因此，高性能高分子水凝胶材料的研制和开发对我国生态环境建设和高新技术产业发展而言则具有重要的理论意义和实际价值，这符合我国社会经济可持续发展战略的要求，也是实施西部大开发战略的客观需要。

气凝胶是世界上密度最小的一种固体材料, 同时具有隔热、消音, 节能环保等特性, 因此其在很多行业中都有应用前景。近十年来, 我国进行了系统研究, 取得了较多研究成果。未来可期。气凝胶的制造原料是来自大自然中储量最为丰富的一种天然高分子, 可采用绿色制造工艺, 产品具有生物可降解、易化学改性、孔隙率高, 吸附性能强等特点。

3. 研究的基本内容与计划

1.以蟹壳为原料，以部分脱乙酰法、tempo氧化法等制备纳米甲壳素材料；

2.以冷冻/解冻法制备化学交联的纳米甲壳素凝胶材料；

3.利用红外光谱，原子力显微镜，万能拉力试验机等研究几丁质纳米纤维的结构和形貌以及凝胶材料的机械性能。

4. 研究创新点

从可再生资源中提取多糖类物质，并且作为纳米纤维材料来源。

注重凝胶材料的弹性性能

几丁质纳米纤维材料的研究