基于RAFT乳液聚合制备新型形状记忆聚合物的方法研究的任务书.docx

基于RAFT乳液聚合制备新型形状记忆聚合物的方法研究的任务书
任务书
论文题目：基于RAFT乳液聚合制备新型形状记忆聚合物的方法研究
研究背景
随着人们对高性能材料需求的不断提高，形状记忆聚合物的研究越来越受到关注。形状记忆聚合物具有能够在外力作用下发生可逆形变，并在去除外力后恢复原来形状的特性，因此被广泛应用于各种领域，如智能织物、医学器械、机器人等。
传统的形状记忆聚合物多采用交联聚合方法制备，但制备难度大、成本高，限制了其在实际应用中的推广。乳液聚合技术因具有制备简单、成本低、可控性强等优点，而受到广泛关注。RAFT是一种常用的乳液聚合方法，能够控制合成聚合物的分子结构和分子量，具有制备高品质聚合物的优势。
研究目标
本研究旨在利用RAFT乳液聚合技术制备新型形状记忆聚合物，并研究其形状记忆性能，以拓展形状记忆聚合物的制备方法和应用领域。具体任务如下：
1.合成RAFT稳定剂
根据文献报道，选择适宜的RAFT稳定剂，通过合成实验合成稳定剂，并对稳定剂进行表征，确保其结构和性质符合要求。
2.制备乳液
将合成的RAFT稳定剂溶解在水中，将单体加入后进行乳化，得到稳定的乳液。调整乳液中各组分的配比，制备出适于进行聚合反应的乳液。
3.聚合反应
在控制良好的反应条件下，进行聚合反应，制备出新型形状记忆聚合物。调整聚合条件，研究其对聚合物性能的影响，并针对产物进行表征和分析。
4.形状记忆性能研究
利用热机械分析仪对所制备的形状记忆聚合物进行形状记忆性能测试。探究温度、形状恢复时间、形状稳定性等因素对形状记忆性能的影响，得出最佳应用条件。
研究内容
1.合成RAFT稳定剂
选择适宜的RAFT稳定剂，通过聚合反应合成稳定剂，然后进行表征。常用的RAFT稳定剂有dodecylmercaptan（DDM）、2-乙基己硫醇（EHT）等，选择最适合该研究的稳定剂。
2.制备乳液
按照文献报道，针对所选稳定剂和单体，进行乳液制备。乳化条件需要尽可能稳定，配比合理，以免对聚合反应过程产生不利影响。稳定性检测利用透射电子显微镜（TEM）进行检测，确认乳液已稳定。
3.聚合反应
通过改变聚合参数，如反应时间、温度、单体配比、共聚单体种类等，实现对形状记忆聚合物聚合过程的精确控制。通过紫外-可见（UV-Vis）、核磁共振（NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）等手段对产物进行表征和分析，获取其分子结构等信息。
4.形状记忆性能研究
将合成的聚合物样品放入样品夹中，在热机械分析仪中进行形状记忆性能测试。分析测试过程中的温度变化和应变变化，得出形状记忆效果最佳的最优条件。
研究成果
本研究的成果包括：合成出新型形状记忆聚合物，探究了不同聚合条件对产物性能的影响，并分析了形状记忆性能。研究成果将对新型形状记忆聚合物的制备和应用提出新的思路与方法。
参考文献
1.杨冉等.基于新型RAFT稳定剂的实验化学教学探讨[J].化学教育,2021(5):30-34.
2.李明芳等.RAFT稳定剂的制备及其在聚合反应中的应用[C].四川省化学化工学会2022届年会,2022:12-18.
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4.朱颖等.利用乳液聚合法制备形状记忆聚合物[J].化工设计,2022(1):30-35.