论文开题报告书：聚丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/蒙脱土高吸水复合材料的合成及性能研

目录/提纲：……
1、采用两步法制备了PAM/DMC/MMT半互穿网络高吸水保水材料
3、研究PAM/DMC/MMT高吸水保水材料电场响应性和pH响应性
2、水凝胶循环吸水性能尚未研究
……

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：材料科学与工程学院 专业班级：2008级高分子材料与工程（2）班

课题名称 聚丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/蒙脱土高吸水复合材料的合成及性能研究

1、本课题的的研究目的和意义：
智能型水凝胶是一类新型功能性材料，它既具有良好的吸水保水性，又具有环境响应性。甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵是阳离子单体，可以与丙烯酰胺发生共聚，从而在水凝胶中引入季铵盐基团，对环境的响应性更加明显。同时，加入矿物粉体的智能型水凝胶目前研究不是太深入。
本实验是为了探索聚丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/蒙脱土高吸水复合材料的吸水性及智能性，以及各种试剂对水凝胶吸水性的影响。
2、 文献综述（国内外研究情况及其发展）：
吸水性物质很早就存在，如纸浆和海绵等天然原料，主要以毛细管吸水或吸收体的弹性溶胀吸水引起体积变化
……（新文秘网https://www.wm114.cn省略649字，正式会员可完整阅读）……　
尽管目前他们的吸水率仍较低，但对一些特殊的应用领域，这些吸水材料还是很有前景的。
高吸水保水材料的优良性能必然促进其应用研究的开展。高吸水保水材料在农业方面的应用最有
意义。这是因为超吸水保水材料具有优良的吸水保水等功能，应用于农业可发挥沙漠改造、改良土壤、
防风固沙、水土保持、抗旱保苗、增产增收等多种功能。除了用于植物栽培、土壤改良、沙漠改造等领域，高吸水保水材料还在医疗（软接触眼镜、人工玻璃体、人工角膜、医疗缓释材料、多孔材等）、土木建筑（止水隔水材料、密封材料、防火灭火材料、防雾材料、调湿除湿材料、建材涂料、污泥处理材料、人工雪等）、食品（保险添加剂、增稠添加剂、保形添加剂、脱水剂等）、工业（油田处理剂、油水分离剂、有机物水分离材料、重金属离子吸附剂、光缆等）、日用化工（美容化妆品、芳香吸附材料、保湿乳液、肥皂等）。随着科学技术的进步，应用研究的不断拓宽和深化，高吸水保水材料的应用领域还将进一步拓展。
近年来作为智能材料的高分子水凝胶的研究和开发工作活跃。水凝胶自身能感知、处理并可做功而响应外界环境细微的变化或刺激，如外界pH、离子强度、温度等变化以及受光(紫外光或可见光)、电场和特异化学物质刺激时，高分子水凝胶的体积发生溶胀或收缩。这种体积变化是不连续的，利用这种刺激响应特性可将其作为传感器、执行元件、开关、显示器件和记忆的材料，它将在航空、航天、桥梁、建筑、医疗保健及仿生工程方面得到应用。

3、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：
本论文研究的主要内容如下：
1.采用两步法制备了PAM/DMC/MMT半互穿网络高吸水保水材料。
2.研究PAM/DMC/MMT高吸水保水材料在去离子水、NaCl溶液中的吸水性能。
3.研究PAM/DMC/MMT高吸水保水材料电场响应性和pH响应性。
实验结论：
1.以丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为单体,蒙脱土为添加剂,采用两步水溶液聚合法合成半互穿网络水凝胶。 FTIR表明：生成了丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/蒙脱土半互穿网络水凝胶。
2.MMT为0.8wt%,引发剂为1.0wt%,交联剂为0.1wt%,单体配比为1:1时,制得的水凝胶具有良好的吸水性能和耐盐性。在蒸馏水中吸水率可达到819.5倍，在1g/L NaCl溶液中吸水率可达124.2倍。
3.通过智能性研究，得到最佳条件下制备的水凝胶具有良好的电场响应性和pH响应性。

4、拟解决的关键问题：
1.丙烯酰胺（AM）与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）之间是否发生共聚以及共聚有待研究
2.水凝胶循环吸水性能尚未研究。
3.由于DMC结构中含有季铵盐基团，具有抗菌作用，可以研究此种水凝胶的抗菌性能，进一步制备多功能水凝胶。

5、研究思路、方法和步骤：
研究方法：以丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为单体，蒙脱土为添加剂，过硫酸铵为引发剂，N，N，-二亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用两步水溶液聚合法合成PAM/DMC/MMT高吸水性半互穿网络水凝胶。
研究步骤：研究蒙脱土添加量、交联剂用量、引发剂用量以及DMC/AM配比对水凝胶吸水率的影响。此外，研究了蒙脱土用量、直流电压大小对水凝胶的电场响应性的影响，以及最佳条件下制备的水凝胶pH响应性。最后，采用傅里叶红外光谱（FTIR） ……（未完，全文共5190字，当前仅显示1822字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告书：聚丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/蒙脱土高吸水复合材料的合成及性能研》）