論文開題報告書：聚丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨/蒙脫土高吸水復(fù)合材料的合成及性能研

目錄/提綱：……
1、采用兩步法制備了PAM/DMC/MMT半互穿網(wǎng)絡(luò)高吸水保水材料
3、研究PAM/DMC/MMT高吸水保水材料電場響應(yīng)性和pH響應(yīng)性
2、水凝膠循環(huán)吸水性能尚未研究
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大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級：2008級高分子材料與工程（2）班

課題名稱 聚丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨/蒙脫土高吸水復(fù)合材料的合成及性能研究

1、本課題的的研究目的和意義：
智能型水凝膠是一類新型功能性材料，它既具有良好的吸水保水性，又具有環(huán)境響應(yīng)性。甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨是陽離子單體，可以與丙烯酰胺發(fā)生共聚，從而在水凝膠中引入季銨鹽基團，對環(huán)境的響應(yīng)性更加明顯。同時，加入礦物粉體的智能型水凝膠目前研究不是太深入。
本實驗是為了探索聚丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨/蒙脫土高吸水復(fù)合材料的吸水性及智能性，以及各種試劑對水凝膠吸水性的影響。
2、 文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：
吸水性物質(zhì)很早就存在，如紙漿和海綿等天然原料，主要以毛細(xì)管吸水或吸收體的彈性溶脹吸水引起體積變化
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盡管目前他們的吸水率仍較低，但對一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，這些吸水材料還是很有前景的。
高吸水保水材料的優(yōu)良性能必然促進(jìn)其應(yīng)用研究的開展。高吸水保水材料在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用最有
意義。這是因為超吸水保水材料具有優(yōu)良的吸水保水等功能，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)可發(fā)揮沙漠改造、改良土壤、
防風(fēng)固沙、水土保持、抗旱保苗、增產(chǎn)增收等多種功能。除了用于植物栽培、土壤改良、沙漠改造等領(lǐng)域，高吸水保水材料還在醫(yī)療（軟接觸眼鏡、人工玻璃體、人工角膜、醫(yī)療緩釋材料、多孔材等）、土木建筑（止水隔水材料、密封材料、防火滅火材料、防霧材料、調(diào)濕除濕材料、建材涂料、污泥處理材料、人工雪等）、食品（保險添加劑、增稠添加劑、保形添加劑、脫水劑等）、工業(yè)（油田處理劑、油水分離劑、有機物水分離材料、重金屬離子吸附劑、光纜等）、日用化工（美容化妝品、芳香吸附材料、保濕乳液、肥皂等）。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用研究的不斷拓寬和深化，高吸水保水材料的應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步拓展。
近年來作為智能材料的高分子水凝膠的研究和開發(fā)工作活躍。水凝膠自身能感知、處理并可做功而響應(yīng)外界環(huán)境細(xì)微的變化或刺激，如外界pH、離子強度、溫度等變化以及受光(紫外光或可見光)、電場和特異化學(xué)物質(zhì)刺激時，高分子水凝膠的體積發(fā)生溶脹或收縮。這種體積變化是不連續(xù)的，利用這種刺激響應(yīng)特性可將其作為傳感器、執(zhí)行元件、開關(guān)、顯示器件和記憶的材料，它將在航空、航天、橋梁、建筑、醫(yī)療保健及仿生工程方面得到應(yīng)用。

3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
本論文研究的主要內(nèi)容如下：
1.采用兩步法制備了PAM/DMC/MMT半互穿網(wǎng)絡(luò)高吸水保水材料。
2.研究PAM/DMC/MMT高吸水保水材料在去離子水、NaCl溶液中的吸水性能。
3.研究PAM/DMC/MMT高吸水保水材料電場響應(yīng)性和pH響應(yīng)性。
實驗結(jié)論：
1.以丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨為單體,蒙脫土為添加劑,采用兩步水溶液聚合法合成半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠。 FTIR表明：生成了丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨/蒙脫土半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠。
2.MMT為0.8wt%,引發(fā)劑為1.0wt%,交聯(lián)劑為0.1wt%,單體配比為1:1時,制得的水凝膠具有良好的吸水性能和耐鹽性。在蒸餾水中吸水率可達(dá)到819.5倍，在1g/L NaCl溶液中吸水率可達(dá)124.2倍。
3.通過智能性研究，得到最佳條件下制備的水凝膠具有良好的電場響應(yīng)性和pH響應(yīng)性。

4、擬解決的關(guān)鍵問題：
1.丙烯酰胺（AM）與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）之間是否發(fā)生共聚以及共聚有待研究
2.水凝膠循環(huán)吸水性能尚未研究。
3.由于DMC結(jié)構(gòu)中含有季銨鹽基團，具有抗菌作用，可以研究此種水凝膠的抗菌性能，進(jìn)一步制備多功能水凝膠。

5、研究思路、方法和步驟：
研究方法：以丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）為單體，蒙脫土為添加劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，N，N，-二亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，采用兩步水溶液聚合法合成PAM/DMC/MMT高吸水性半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠。
研究步驟：研究蒙脫土添加量、交聯(lián)劑用量、引發(fā)劑用量以及DMC/AM配比對水凝膠吸水率的影響。此外，研究了蒙脫土用量、直流電壓大小對水凝膠的電場響應(yīng)性的影響，以及最佳條件下制備的水凝膠pH響應(yīng)性。最后，采用傅里葉紅外光譜（FTIR） ……（未完，全文共5190字，當(dāng)前僅顯示1822字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告書：聚丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨/蒙脫土高吸水復(fù)合材料的合成及性能研》）