利用晶型转化技术制备高性能水凝胶的研究开题报告

1. 研究目的与意义

水凝胶是一类具有亲水基团，能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结构的聚合物。

它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。

它能够感知外界刺激的微小变化，如温度、ph值、离子强度、电场、磁场等，并能够对刺激发生敏感性的响应，常通过体积的溶胀或收缩来实现。

2. 国内外研究现状分析

纳米纤维素由于具有高强度、高比表面积、生物相容性好、可生物降解等优点，被广泛应用于增强复合材料、吸附材料、过滤材料、生物医药材料等领域，具有重要的应用价值，成为近年来纤维素科学领域的研究热点。

关于纳米纤丝已有部分研究成果如下。

dinand et al. (2002) andshibazaki et al. (1997)从甜菜渣和细菌纤维素中提取纳米纤丝，发现经1012 wt %naoh 丝光处理后纳米纤丝间发生了不规则的团聚。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1.先制得纤维素i，然后通过超细研磨制得纳米纤维素i。

2.将纳米纤维素i通过15%naoh溶液或乙二胺溶液处理制备水凝胶， 并在该过程中加入石墨之类的导电物质。

3.将晶型转化后的纤维素ii水凝胶进行冷冻干燥处理制得气凝胶，并测试其导电性能、力学性能等。

4. 研究创新点

1. 至今为止，关于纳米纤维素的研究基本上集中于纤维素i 型，很少有发现关于制备不同聚集态结构的纳米纤维素的研究。

本课题的目的是利用晶型转化技术制备纤维素i、ii 型纳米纤丝，探索并表征水凝胶的结晶结构、形貌特征及力学性能。

2. 与传统的高聚物凝胶不同，本研究中方法无需特殊的溶剂将纤维素溶解，而是通过乙二胺／碱液处理，利用晶型转化技术将纳米纤丝的晶型从纤维素i型转化为纤维素ii型来制备水凝胶，为其今后应用提供理论依据和指导作用。