基于RAFT乳液聚合设计并制备结构生色材料的任务书.docx

基于RAFT乳液聚合设计并制备结构生色材料的任务书
任务书
课题名称：基于RAFT乳液聚合设计并制备结构生色材料
课题背景和意义：
在现今的生活中，具有结构多样性和色泽鲜艳的材料在文化、装饰和工业领域有着重要的应用价值。这种具有不同结构色的材料能够被广泛地应用于纺织品、涂料、化妆品和生物医学领域。在色彩方面，常见的结构生色材料有珠光效应材料、光子晶体材料等。这些材料能够反射特定波长的光，产生不同的颜色，使得其表面产生视觉变化。
RAFT（ReversibleAddition-FragmentationChainTransfer）乳液聚合是一种新型的聚合技术，其能够实现粒径均一、分散性好、聚合反应温和等优点。在制备结构生色材料方面，RAFT乳液聚合也有着较好的应用前景。本课题的意义在于，采用RAFT乳液聚合的方法，开发新型结构生色材料，创新性地制备出与现有材料有区别的新型生色材料。同时，研究新型的结构生色材料对于理解物质的结构和功能起到了一定的推动作用。
任务目标：
本课题的目标是使用RAFT乳液聚合技术，并结合核壳结构设计，制备出具有结构生色效应的新型材料样品，以及对聚合反应进行参数优化探究。任务目标包括：
1.设计和合成具有核壳结构的共轭高分子材料；
2.探究不同的RAFT乳液聚合条件对聚合反应的影响，包括不同浓度的RAFT引发剂、不同的乳化剂、不同的单体比例等，以及优化聚合反应参数；
3.采用TEM、UV-Vis-NIR、激光共聚焦显微镜（ConfocalLaserScanningMicroscopy，CLSM）等技术表征所制备的样品，并验证其结构生色性能；
4.阐明样品生色机制，分析其生色性能与结构的关系，检验其应用效果。
任务流程：
1.文献调研：对RAFT乳液聚合技术、结构生色材料等相关文献进行综合调研，了解国内外研究最新进展和现有问题，为本课题的实验设计和数据分析提供支持。
2.合成共轭高分子材料：根据所设计的共轭高分子材料结构，采用适当的技术合成、表征高分子材料样品。
3.优化RAFT乳液聚合反应参数：通过设计实验，探究引发剂浓度、乳化剂浓度、单体浓度、乳化时间、反应温度等因素对聚合反应的影响，最终确定最佳的聚合条件。
4.表征材料样品：采用TEM、UV-Vis-NIR、CLSM等技术表征材料样品的形貌、分散性、结构和光学性能。并进一步验证结构生色性能，并与现有文献进行比较分析。
5.阐明生色机制、分析与结构的关系：通过对样品的光学特性进行分析，重点探究样品的生色机制和光学特性与其结构之间的关系。
6.撰写课题报告：根据实验结果，撰写课题报告，阐述本课题的研究意义、所采用的方法及技术流程、实验结果与分析。完成所需的论文、书籍、专利等内容并进行提交和发表。
预期成果：
本课题的预期成果包括：
1.提供采用RAFT乳液聚合技术，设计和制备具有结构生色效应的新型共轭高分子材料的手段和路径，为研究和应用该类材料提供新的思路和方法；
2.确定RAFT乳液聚合反应的最佳条件，提高材料制备的效果和性能；
3.通过合理的实验设计和数据分析，阐述结构与性能之间的关系，有效推动科学界对结构生色机制的认识：以及
4.获得一系列与本课题相关的研究成果，包括SCI论文、专利、学术报告、学位论文等。
参考文献：
1.张敏.结构生物材料的制备及应用研究[D].长春:吉林大学,2015.
2.Wang,Y.L.,et.al.Facilepreparationofopal-likephotoniccrystalsinabinarysolventwithoutusingatemplate.ChemicalCommunications,2009,0,3067-3069.
3.Boy,R.,et.al.Lifecycleofnanoparticles:chemicalandbiologicalstability.ChemicalSocietyReviews,2011,40,773-796.
4.杨珍珍,范旭东,骆楚旺,等.共轭聚合物的乳液合成及其应用研究进展[J].高分子通报,2017,10:22-35.
5.Malmstrom,E.,et.al.AQUEOUSRAFTPOLYMERIZATION-AVERSATILETOOLFORPOLYMERSYNTHESIS.PolymerChemistry,2011,2,1573-1595.
6.He,J.,et.al.FacilepreparationofmonodispersePS/acryliccore-shellparticlesviaRAFTaqueousemulsionpolymerization.JournalofPolymerScienceParta-PolymerChemistry,2011,