1. 研究目的与意义（文献综述）

一直以来高分子凝胶都是智能高分子材料的重要研究领域，这是由于它的一些特性：吸收和力学性能、表面特性、光学性能、溶胀性能等等。其中最重要的性质就是溶胀性能，这可以直接决定凝胶的绝大部分性能，因此尤其重要。水凝胶在水中是可以显著溶胀的，它的溶胀性体现在它能够使自身的体积明显增加，这现象得益于它能够吸收掉液体。而这种特性又挂钩于溶质性质、溶剂性质、温度，还有网络交联结构。除此之外，高分子凝胶还是一种在自然界中非常普遍的一种物质的存在方式，也就是由高分子三维网络与溶剂组成的多元体系，是许多生物体的重要的构成部分。其中paa/pva水凝胶作为一类高分子凝胶材料，被广泛应用于吸附、涂料、透析、关节软骨修复、人工肌肉、药物传递与释放等领域。

从制备的角度来看，paa/pva水凝胶可以通过冻融法使paa和pva大分子链通过物理交联来缠绕成形，也可以通过制备paa/pva互穿网络水凝胶，其中包括物理交联网络和化学交联网络，而化学交联中使用的交联剂又有很多种类如戊二醛、n,n’-亚甲基双丙烯酰胺(mba)、复合交联剂（例如戊二醛、乙二醇）等等。另外paa/pva水凝胶可以通过共混热处理技术来达到共混体系的完全相容。

目前paa/pva水凝胶在各个领域都有新的发展。在其光学性质的利用方面，2015年胡鹏兵等人将pva / paa水凝胶涂布到pcfi的表面上制成传感器，其通过在单模光纤的远端处拼接一段pcf并使其自由端气孔塌陷而构建成为一种简单的光子晶体光纤干涉仪，该传感器具有高平均灵敏度、高重复性和稳定性以及对温度的低交叉敏感性。paa/pva水凝胶还可以用于水净化，在水处理方面，nabila maziad等人在2015年通过γ诱导辐射聚合制备具有不同pva（聚乙烯醇）含量的聚（丙烯酸，聚乙烯醇）共聚物水凝胶，由edx研究了水凝胶对不同金属离子的选择性，其顺序为cu（ii）gt; co（ii）gt; ni（ii），并且通过扫描电子显微镜研究吸附前后制备的水凝胶的微观结构。david a bichara等人在2014年将pva/paa水凝胶用于关节软骨修复，他们合成了聚乙烯醇-聚丙烯酸水凝胶制剂，经髁突显微ct扫描排除软骨下骨的骨溶解和骨囊肿，滑液中未发现水凝胶内容物，以此确定pva/paa水凝胶是完全生物相容的，并且能够经过一段时间却保持性能，在12周的时间点表现良好。他们得出需要将pva/paa水凝胶物理固定到软骨下骨来确保其能长期修复缺损的结论。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

聚乙烯醇（pva）为一种人工合成且性能优良的水溶性高分子，具有优良的耐化学和物理性质，正是由于这样的性质，它被广泛用于不同领域，例如粘合剂、水凝胶、纺织上浆和纤维等。丙烯酸通常由醋酸乙烯酯聚合然后再水解得到，其分子式为（-ch2choh-)，为无色澄清液体。但是，单纯聚丙烯酸水凝胶的力学性能不足，因此，限制了其部分应用。本课题的目的在于以聚乙烯醇和聚丙烯酸为原料，制备具有特定微观结构的水凝胶材料，并且研究水凝胶的吸水、保水和力学等性能。在本研究中是通过一定的方法来实现聚丙烯酸（paa）/聚乙烯醇（pva）水凝胶的制备，并通过改变实验设计条件如复合比、引发剂用量及交联剂用量来探讨这些工艺参数对其吸水性能和力学性能的影响。该课题有望将传统聚丙烯酸水凝胶的力学性能及保水性能有所提升，以适应不同的应用需求。归纳起来，本研究的主要内容如下：

（1）在适当的温度、引发剂和交联剂用量条件下实现聚丙烯酸（paa）/聚乙烯醇（pva）水凝胶的制备；

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅相关文献，明确研究内容，确定方案，完成开题报告；

第3-10周：进实验室完成所需的研究内容；

第11-13周：结果的分析和讨论，撰写毕业论文；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]卓仁禧，张先正. 温度及ph敏感聚(丙烯酸)/聚(n-异丙基丙烯酰胺)互穿聚合物网络水凝胶的合成及性能研究[j]. 高分子学报,1998,1 (1) :39-42.

[2]张先正，卓仁禧. 温度敏感聚(n-异丙基丙烯酰胺)/聚(乙烯醇)水凝胶的制备及性能研究[j]. 高等学校化学学报,2000, 21(11) : 1776-1778.

[3]费建奇. pva/paa水凝胶纤维及其刺激响应行为的研究[d]．上海：东华大学,2002.

[4]崔晓彤. pva-ha/paa复合水凝胶的制备与性能表征[d]. 徐州：中国矿业大学,2016.

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