木质基水凝胶的制备与性能研究开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:3937字

1. 研究目的与意义

研究目的:本课题拟以天然木材作为刚性骨架,聚丙烯酰胺(pam)聚合物作为柔性交联网络,制备获得一种具有高度各向异性的木质基水凝胶。

研究意义:由于具有三维结构、优异的柔性、生物相容性和高含水量,水凝胶是模拟天然组织用于生物医学和生物工程应用的最佳材料之一,然而,大多数人工纤维素基水凝胶的力学性能较弱,结构无序,严重限制了其应用。

因此,本研究拟制备一种具有生物相容性、高度各向异性、强度和离子导电性的木质水凝胶,有极大的潜力应用于软组织、智能传感器设备和纳米流体等领域。

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2. 国内外研究现状分析

木材是地球上最丰富的有机高分子资源,且具有良好的材料性能[1],如低密度,高模量,高强度等[2]。

由于其独特的结构,使其具有优异的机械性能,也是一种广泛使用的结构材料。

木材中纤维素为构成细胞壁的骨架结构,半纤维素以及木质素分别作为粘结剂和填充剂[1],木质纤维素的研究使用取得了巨大的进步,如透明木材的制备以及应用[3],木塑复合材料的制备及广泛使用以及木质基水凝胶的制备与应用[4]等。

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3. 研究的基本内容与计划

1.研究内容: (1)脱木质素木材样品制备对天然木材样品进行naclo2脱木素处理,再利用乙醇溶液对得到的样品进行洗涤,直至样品为白色。

(2)制备木质水凝胶将引发剂和化学交联剂加入含有丙烯酰胺单体的溶液中,然后,将脱木质素样品浸入上述混合溶液内,并施加一定压强。

每隔一段时间,释放真空,让单体混合溶液填充到木材结构中,重复三次。

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4. 研究创新点

本课题的特色与创新主要包括以下方面: 1)选用木材去木质素等基质制备纤维框架模板,填充弹性聚合物,制得木质基水凝胶是该课题研究思路与研究方法的创新; 2)制备所得水凝胶的伸缩性能、机械强度、离子导电性较纯聚丙烯酰胺凝胶有较大程度的提高

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