PDMAEMA嵌段共聚物的ATRP合成及其CO2响应性研究的任务书.docx

PDMAEMA嵌段共聚物的ATRP合成及其CO2响应性研究的任务书
一、研究背景
随着全球环境问题日益凸显，对新型环保材料的需求越来越强烈。在这样的背景下，CO2响应性材料受到了越来越多的关注，因为它们可以应用于很多领域，如二氧化碳地下储存、车辆排气系统、传感器等。
PDMAEMA嵌段共聚物是一种新型环保材料，它具有较好的溶解性、稳定性和生物相容性。在之前的研究中，对其响应性能的研究主要集中在pH值的响应。因此，本研究旨在通过采用原子转移自由基聚合（ATRP）方法合成PDMAEMA嵌段共聚物，并研究其在CO2环境中的响应性能，从而为开发新型CO2响应性材料提供一定的理论和实验基础。
二、研究内容
1.PDMAEMA嵌段共聚物的ATRP合成
利用ATRP反应合成分子结构较为复杂的嵌段共聚物能够有效地控制聚合反应的速率、聚合物的分子量和分子量分布等特性。因此，本研究通过采用ATRP反应合成PDMAEMA嵌段共聚物，并研究其聚合反应的最优反应条件，以获得高分子量和分子量分布范围较窄的聚合物。
2.PDMAEMA嵌段共聚物的结构表征
合成PDMAEMA嵌段共聚物后，需要利用一系列技术手段对其结构进行表征，以便对其CO2响应性能进行研究。常见的表征手段包括核磁共振（NMR）、比表面积分析仪（BET）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TGA）等。
3.PDMAEMA嵌段共聚物的CO2响应性研究
CO2响应性研究是本研究的重点，需要通过一系列实验对PDMAEMA嵌段共聚物在CO2环境中的响应性能进行研究，包括CO2响应速度、响应敏感度、响应机理等。同时，还需要对其响应性能进行定量分析，以获得其在实际应用中的可靠性和实用性。
三、研究意义
1.为开发新型CO2响应性材料提供理论和实验基础
CO2响应性材料的应用前景广阔，但是目前相关研究还比较少。本研究通过利用ATRP方法合成PDMAEMA嵌段共聚物，并对其CO2响应性能进行研究，为开发新型CO2响应性材料提供了一定的理论和实验基础。
2.提高嵌段共聚物的合成效率和品质
ATRP反应是一种有效的合成技术，适用于制备聚合物体系分子量分布范围窄、分子量较高、催化剂残留量低等高品质聚合物。本研究利用ATRP反应合成PDMAEMA嵌段共聚物，并研究其最优反应条件，有助于提高嵌段共聚物的合成效率和品质。
3.探索PDMAEMA嵌段共聚物的新领域应用
PDMAEMA嵌段共聚物具有较好的溶解性、稳定性和生物相容性，目前已被广泛应用于药物传递和细胞培养中。本研究将其应用于CO2响应性材料的研究中，有望发掘其在新领域中的潜在应用，从而实现PDMAEMA嵌段共聚物的多元化应用。
四、研究方法
1.PDMAEMA嵌段共聚物的ATRP合成
将2-(Dimethylamino)ethylmethacrylate（DMAEMA）及其他单体、反应物加入反应器中，在适当的温度、催化体系、溶剂条件下反应，以合成具有特定嵌段结构的共聚物。
2.PDMAEMA嵌段共聚物的结构表征
对合成的PDMAEMA嵌段共聚物进行结构表征，采用BET表面积分析、NMR、TGA、FTIR等技术手段，获得其化学组成、化学结构、物理性质等参数。
3.PDMAEMA嵌段共聚物的CO2响应性研究
使用气相色谱法（GC）、红外光谱法（IR）等技术手段，对PDMAEMA嵌段共聚物在CO2环境中的响应性能进行研究，如响应速度、响应敏感度、响应机理等，并定量分析其响应性能的可靠性和实用性。
五、研究计划
本研究将分为以下五个部分：
第一部分：文献调研。调研PDMAEMA嵌段共聚物的ATRP合成技术及其CO2响应性能研究情况，制定具体研究方案。
第二部分：PDMAEMA嵌段共聚物的ATRP合成。合成PDMAEMA嵌段共聚物，并研究其反应条件，以获得高分子量和分子量分布范围较窄的聚合物。
第三部分：PDMAEMA嵌段共聚物的结构表征。采用BET、NMR、TGA、FTIR等技术手段对合成的PDMAEMA嵌段共聚物进行结构表征。
第四部分：PDMAEMA嵌段共聚物的CO2响应性研究。采用GC、IR等技术手段对PDMAEMA嵌段共聚物在CO2环境中的响应性能进行定性和定量研究。
第五部分：数据分析和结论撰写。对研究结果进行数据分析和结论撰写，撰写毕业论文，并于限定时间内完成答辩。
六、预期结果
1.成功合成嵌段共聚物PDMAEMA，并掌握其最优反应条件。
2.对PDMAEMA嵌段共聚物进行一系列表征分析，明确其化学组成、分子结构、物理性质等基本参数。
3.揭示PDMAEMA嵌段共聚物在CO2环境中的响应机理，并评价其可靠性和实用性，为PDMAEMA嵌段共聚物的新型应用提供理论和实验基础。