PNIPA纳米复合水凝胶的制备、结构及性能表征的开题报告.docx

粘土/PNIPA纳米复合水凝胶的制备、结构及性能表征的开题报告

开题报告

一、选题背景

水凝胶是一类具有高度吸水性和水保持能力的材料，广泛应用于医学、农业、环境保护等领域。现有的水凝胶大多以聚合物为基础，其中，聚乙烯醇（PVA）是目前最为常用的聚合物之一。然而，PVA水凝胶的力学性能较差，不能承受大量外部载荷。因此，研究一种新型的水凝胶材料，以满足其在特定领域的需求非常必要。

二、选题意义

粘土在纳米尺度下具有独特的物理和化学性质，因此将其复合到水凝胶材料中，可以增强其机械强度和可调控的水敏感性。而PNIPA（聚N-异丙基丙烯酰胺）是具有独特性能的水溶性聚合物，在水溶液中具有温度响应性，可通过微调温度来改变其物理性质。综上所述，将粘土和PNIPA复合到水凝胶中，可以制备出具有优异性能的新型水凝胶材料。

三、研究内容

本课题计划采用热滚挤法制备PNIPA/粘土纳米复合水凝胶，并通过SEM、AFM、XRD等手段对其结构表征，同时对其力学性能、吸水性能和水溶解性进行测试。

四、研究方法

1.粘土/聚酰胺水凝胶的制备：采用热滚挤法将PNIPA凝胶和粘土纳米粒子混合后制备得到粘土/PNIPA纳米复合水凝胶。

2.结构表征：采用SEM、AFM、XRD等手段对样品的结构进行表征及分析。

3.性能测试：通过实验测试，分析样品的力学性能、吸水性能及水溶解性。

五、预期结果

1.制备得到粘土/PNIPA纳米复合水凝胶材料，并对其结构进行表征；

2.对样品的力学性能、吸水性能及水溶解性进行测试，并分析得出相关的性能参数；

3.验证粘土/PNIPA纳米复合水凝胶材料的优异性能，为其在医学、农业、环境保护等领域的应用提供支持和基础。

六、进度安排

1.第一阶段：文献调研，了解粘土/PNIPA纳米复合水凝胶材料的研究现状及相关知识（完成时间：2022年7月）；

2.第二阶段：制备粘土/PNIPA纳米复合水凝胶材料，并对其结构进行SEM、AFM、XRD分析（完成时间：2022年9月）；

3.第三阶段：测试样品的力学性能、吸水性能及水溶解性（完成时间：2022年11月）；

4.第四阶段：对实验结果进行分析比较，撰写毕业论文并进行答辩（完成时间：2023年6月）。

七、参考文献

1.LiJ,LiM,YuanY,etal.Constructionandcharacterizationofclay/PNIPAnanocompositehydrogelsfordrugrelease[J].MaterialsScienceandEngineering:C,2014,35:135-141.

2.MurakamiH,KawaguchiH,NakamuraS,etal.Preparationandtissueadhesionpropertiesofpoly(N-isopropylacrylamide)hydrogelcontainingclayminerals[J].JournalofMaterialsScience:MaterialsinMedicine,2004,15(9):935-937.

3.ZhuY,TanX,LiW,etal.Preparationandcharacterizationofclay/PNIPAhydrogelcomposite[J].JournalofThermalAnalysisandCalorimetry,2016,124(3):1313-1320.