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化工畢業(yè)論文開題報告范文
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化工畢業(yè)論文開題報告范文
一、畢業(yè)設(shè)計(論文)選題的目的和意義。
(1) 課題名稱
含氨基的松香基聚合物微球制備、表征及性能研究
(2) 有關(guān)的研究方向的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展情況分析
松香是一種寶貴的可再生資源，具有毒性小、價格便宜、與環(huán)境友好等特點，廣泛地用于油漆、紙張、油墨、膠黏劑、電、農(nóng)藥、香料、食品醫(yī)藥和化妝品等工業(yè)之中，是國民經(jīng)濟(jì)不可缺少的化工原料。我國作為松香生產(chǎn)國和出口國，但是主要作為原料出口，對松香的加工率卻很低。因此對松香進(jìn)行改性研究具有十分重要的意義。松香以它特有的組成和結(jié)構(gòu)，已成為繼纖維素、木質(zhì)素、淀粉、甲殼素、殼聚糖、天然橡膠等之后又一個制備高分子材料的重要原料來源[1-3]。
聚合物微球是一種性能優(yōu)良的新型功能材料，具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、磁效應(yīng)、生物相容性、功能基團(tuán)等特性，在標(biāo)準(zhǔn)計量、生物醫(yī)學(xué)、情報信息、分析化學(xué)、膠體科學(xué)及色譜分離等領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用[4]。尤其是近年來,在單分散聚合物微球上引入各類功能基團(tuán)后，使這種功能性微球在如生物工程、免疫檢驗、電子和微電子技術(shù)、信息產(chǎn)業(yè)、高效液相色譜等許多高新技術(shù)領(lǐng)域顯示出了良好的應(yīng)用前景[5]。
在眾多聚合物微球及其材料的研究中，占較大分量的一部分是各種功能性的聚合物微球制備研究。聚合物微球可以通過選擇單體和聚合方式，從分子水平上來設(shè)計微球的結(jié)構(gòu)，并且可以比較方便地控制其尺寸的大小和均一性，使之具有所需要的特定性能。聚合物微球的大小可以通過選用不同的制備方法或控制其反應(yīng)過程的反應(yīng)條件來控制。聚合物微球的表面也可以功能化，主要通過使用不同的功能性單體進(jìn)行聚合來制備含有特定官能團(tuán)的聚合物微球，也可以通過對已制備的聚合物微球進(jìn)行各種化學(xué)改性來使其表面功能化。這種微觀結(jié)構(gòu)和性能的可設(shè)計性，使得高分子微球在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中顯示出巨大的應(yīng)用潛力。此外聚合物微球的降解性,生物相容性等物理化學(xué)和膠體性質(zhì)都可以通過一些方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此隨著科技的發(fā)展，為了拓展聚合物微球的應(yīng)用范圍以使其更好服務(wù)于人類，對各種功能性聚合物微球的探索和研究也越來越引起人們關(guān)注[6]。[6]
氨基化是微球功能化中的一個部分，也是一項研究的趨勢也是今后研究側(cè)重的趨勢。將氨基鑲嵌在聚合物微球表面將氨基接枝到聚合物微球表面，可以增加微球的性能。氨基具有還原性，可以被重金屬離子氧化，降低重金屬離子的毒性。并且由于其原子軌道特性，具有良好的吸附功能�？梢钥闯觯被⑶蛴猛緩V泛，研究其合成方法及其性質(zhì)應(yīng)用，對眾多行業(yè)領(lǐng)域具有很大的幫助和促進(jìn)。
(3) 前人在本選題研究領(lǐng)域中的工作成果簡述
目前，針對松香改性的研究和聚合物微球的制備及其他功能化等前人已有做了比較多的研究，但運用改性松香做為單體但以改性松香做為單體，制成的聚合物微球并進(jìn)行氨基化處理所得到的微球卻看不到太多的鮮有報道。因此，本課題具有很好的研究意義。
josephon[7]用帶有氨基的硅烷(如n-2氨基乙基-3氨基丙基硅烷，p-氨基苯基硅烷，3-氨基丙基硅烷等)與金屬氧化物脫水反應(yīng),得到帶有-nh2的磁性微球。并將該微球進(jìn)行進(jìn)一步的功能化，進(jìn)而得到帶有羧基的微球。趙書閣，劉麗強(qiáng)等[8]用苯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮等制成聚苯乙烯聚合物微球，進(jìn)行硝基化處理后，放入還原劑將硝基還原成氨基，制成氨基化聚苯乙烯聚合物微球。并將此微球純化克倫特羅抗體，證明了氨基化微球?qū)兓贵w的可行性及高效性。
liu[9]等[9]通過氨基功能化的磁性納米粒子合成了磁性殼聚糖納米復(fù)合材料，由于殼聚糖可以和重金屬離子相互作用，在外加磁場中，這些微粒能有效地從廢水中移除重金屬離子(figure 1.9)。由于殼聚糖和重金屬離子的相互作用是可逆的，所以，在弱酸條件下超聲就可以將重金屬離子從殼聚糖中移除。王偉財、張琦等[10]通過分散聚合法制備微米級單分散聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(pgma)微球，并對其進(jìn)行氨基改性，隨后在微球內(nèi)部原位沉積合成磁性納米粒子，溶脹滲入量子點，最終制備了氨基化、微米級、單分散、超順磁、熒光復(fù)合多功能聚合物微球。微球制備過程如下微球制備過程如圖1所示：
圖1 氨基化微球制備流程
合成的多功能微球有希望應(yīng)用于生物分離、生物成像、生物標(biāo)記和熒光檢測等領(lǐng)域。
xiang liu[11]和qiang wang[1112]等人都是改進(jìn)的懸浮聚合法制備了磁性聚(丙烯酸甲酯-二乙烯基苯)微球，然后通過表面接枝引入功能化氨基基團(tuán); ;zhiyong lin[1213]等以二乙烯基苯為交聯(lián)劑、丙烯酸甲酯為單體，在油酸改性四氧化三鐵的存在下，采用微懸浮聚合法制備了磁性聚(二乙烯基苯-甲基丙烯酸甲酯)微球，然后通過與乙二胺進(jìn)行氨解反應(yīng)得到富含-nh2功能基團(tuán)的磁性聚合物微球，從而拓寬了磁性聚合物微球的應(yīng)用范圍。李鵬飛[1314]等通過首先分散聚合法制得聚甲基丙烯酸縮水甘油酯高分子微球，然后通過氨解反應(yīng)產(chǎn)生氨基，再加入濃堿在微球內(nèi)部生成fe3o4納米顆粒而得到富含氨基功能基團(tuán)的磁性聚合物微球吸附劑，其對鉻離子有較高的吸附量，飽和吸附容量為263.16 mg/g。
以上有關(guān)的研究為本課題提供了很好的基礎(chǔ)性條件，以此為研究依據(jù)，可知本課題具有很好的可行性和研究意義。
二、設(shè)計或研究主要內(nèi)容和重點，預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)及擬解決的主要問題和技術(shù)關(guān)鍵，有何創(chuàng)新之處。(此部分為重點闡述內(nèi)容)
(1) 主要內(nèi)容
1.制備含有功能集團(tuán)——氨基的松香基聚合物微球;
2.含氨基的松香基磁性聚合物微球結(jié)構(gòu)表征：
3.含氨基的松香基此型聚合物磁性能研究。
(2) 研究重點
利用懸浮聚合法制備松香基二元聚合物微球，并對其進(jìn)行氨基化修飾，在微球的表面引入氨基功能基團(tuán)。探討交聯(lián)劑探討單體比例、引發(fā)劑用量、反應(yīng)介質(zhì)的用量分散劑用量等對聚合物微球性能的影響，，磁性介質(zhì)的引入，以及溫度等對聚合微球的影響，確定制備聚合物微球的'最佳工藝條件。然后，探討催化劑種類及用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等因素對微球氨基化改性的影響然后以最佳的聚合條件引入磁流體制備磁性聚合物微球，確定最佳的氨基化條件并對其進(jìn)行氨基化改性。
(3) 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)
確定出低毒或無毒的溶劑制備得到松香基聚合物微球，并制出制備出球形度良好、粒徑大小適合粒徑均勻、雜質(zhì)少、表面氨基功能基團(tuán)多的改性聚合物微球，為以松香為原料制備新型功能高分子材料奠定一定的實驗理論基礎(chǔ)。
(4) 擬解決的主要問題和技術(shù)關(guān)鍵
探討不同因素如單體質(zhì)量比例、分散劑用量、引發(fā)劑用量等因素對聚合微球性能的影響，最終確定懸浮聚合法制備松香基二元聚合物微球的最佳工藝條件。
探討微球制備時，介質(zhì)的種類和用量對合成松香基聚合物微球性能的影響，確定制備松香基二元聚合物微球的最佳工藝條件。確定微球氨基化的最佳工藝條件。
(5) 課題創(chuàng)新
以松香為原料，制備改性松香對松香進(jìn)行改性制備松香基二元大分子單體，再與苯乙烯制備含氨基功能基團(tuán)的聚合物微球，目前國內(nèi)外未見文獻(xiàn)報道。提高松香的價值進(jìn)行應(yīng)用已經(jīng)成為了當(dāng)今林產(chǎn)化學(xué)品研究的一個方向。松香基聚合物微球作為一種新型高分子材料可以預(yù)見在生物化學(xué)、電子信息、醫(yī)藥工程等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，同時對提高松香的附加價值也有積極的影響。因此，本課題的研究將對天然資源松香的開發(fā)利用和具有沉淀法微球技術(shù)都有十分重要的意義。
三、研究方案：[ ⑴ 技術(shù)方案(有關(guān)方法、技術(shù)路線、技術(shù)措施);⑵ 實施方案所需的條件(技術(shù)條件、試驗條件等)]
(1) 實施方案所需的條件
1、實驗試劑
名稱 類型 產(chǎn)地
松香 特級 廣西梧州松脂廠
丙烯酸 化學(xué)純 廣東·汕頭市西隴化工股份有限公司
甲基丙烯酸羥乙酯(hema) 化學(xué)純 天津市化學(xué)試劑研究所
偶氮二異丁氰腈腈(aibn) 分析純 廣東·汕頭市西隴化工股份有限公司
苯乙烯(st) 化學(xué)純 廣東·汕頭市西隴化工股份有限公司
明膠 化學(xué)純 廣東·汕頭市西隴化工股份有限公司
1,4-對苯二酚(hq) 分析純 廣東·汕頭市西隴化工股份有限公司
氫氧化鉀 分析純 廣東·汕頭市西隴化工股份有限公司
氧化鋅 分析純 湖南省邵陽市化學(xué)試劑廠
無水乙醇 分析純 廣東·汕頭市西隴化工股份有限公司
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