快速响应的温敏性PNIPA水凝胶的合成及性能研究的任务书.docx

快速响应的温敏性PNIPA水凝胶的合成及性能研究的任务书
任务书
一、选题背景
水凝胶是一种具有水分子吸附性和保水性的高分子材料，广泛应用于医学、环境保护、化工等领域。目前，研究者们对水凝胶的性能和合成方法进行了大量的研究和探索，使其具有了更为广泛的应用价值。其中，温敏性PNIPA水凝胶的合成及性能研究备受关注。PNIPA水凝胶的温敏性使其在应用中具有很好的可控性和可调节性，能够灵活地响应外界温度变化，从而实现其对于温度的敏感控制。
二、研究目的和内容
本项研究的目的在于合成一种具有快速响应的温敏性PNIPA水凝胶，并对其性能进行研究。具体研究内容如下：
1.合成快速响应的温敏性PNIPA水凝胶
采用自由基聚合技术，选择N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为主要单体，加入交联剂和引发剂，通过控制反应条件和参数等方法，合成快速响应的温敏性PNIPA水凝胶，并对其形貌、结构、组成等进行表征。
2.考察PNIPA水凝胶的响应速度和转变温度
利用红外光谱、热重分析仪、差示扫描量热计等技术方法，研究PNIPA水凝胶的响应速度和温度转变范围，并探究其响应速度与反应条件等因素的关系。
3.研究PNIPA水凝胶的保水性和稳定性
采用扫描电子显微镜、动态光散射仪、紫外可见分光光度计等分析手段，研究PNIPA水凝胶的保水性和稳定性，并对其吸附水分子的能力进行评估和比较。
三、研究意义和预期成果
本项研究的成果将有以下意义：
1.为PNIPA水凝胶在生物医药、环境保护、化工等领域的应用提供重要的理论和实践指导。
2.研究快速响应的温敏性PNIPA水凝胶的制备方法，提高了PNIPA水凝胶在温度响应方面的性能，为制备更高性能、更广应用范围的PNIPA水凝胶奠定基础。
3.评估PNIPA水凝胶在水分子吸附、保水、稳定等方面的能力，为开发水凝胶的更多特性和应用提供了参考。
预期成果：
1.合成快速响应的温敏性PNIPA水凝胶，并对其形貌、结构、组成等进行表征。
2.研究PNIPA水凝胶的响应速度和转变温度，并探究其响应速度与反应条件等因素的关系。
3.研究PNIPA水凝胶的保水性和稳定性，并对其吸附水分子的能力进行评估和比较。
4.发表研究论文1-2篇，参加相关学术会议并做报告。
四、研究方法和进度安排
本项研究主要采用实验室合成、物理和化学表征等方法，具体安排如下：
1.实验室合成PNIPA水凝胶
例如，在聚乙二醇(PolyethyleneGlycol，PEG)中加入苯甲酸(trimethylsilyl)酯(TMSP)溶解后，在0~4°C下滴加2,2'-联氮双(2-噻吩)-4,4'-二氰酸二甲酯(DMTMM)激活后的NIPA单体水溶液，一定时间后可以得到快速响应的温敏性PNIPA水凝胶。
2.物理和化学表征PNIPA水凝胶
例如，采用扫描电子显微镜(SEM)对PNIPA水凝胶的形貌进行观察，采用红外光谱(FTIR)、差示扫描量热计(DSC)、热重分析仪(TGA)等对PNIPA水凝胶的结构和性质进行分析鉴定等。
3.研究PNIPA水凝胶的保水性和稳定性
例如，通过动态光散射仪(DLS)研究PNIPA水凝胶的粒径分布，并通过紫外可见分光光度计(UV-Vis)等对其吸附水分子的能力进行评估和比较。
进度安排：
第1-3个月：文献学习和参考，实验室试验和材料准备；
第4-6个月：PNIPA水凝胶的制备与表征；
第7-9个月：PNIPA水凝胶的性能测试与分析；
第10-12个月：数据处理和论文撰写；
附：参考文献
1.Wang,Y.,etal.SynthesisofPNIPA-graft-chitosanhydrogelsandtheiruseforproteinrelease.CarbohydratePolymers,2009,78(2),209-214.
2.Zhang,Y.,etal.SynthesisandCharacterizationofFastResponsivePNIPAHydrogels.JournalofAppliedPolymerScience,2008,110(5),2622-2629.