纳米纤维素增强聚乙烯醇水凝胶制备工艺及力学性能研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，水凝胶作为一种具有三维网络结构和高含水量的新型材料，在生物医药、组织工程、药物释放等领域展现出巨大的应用潜力。

然而，传统水凝胶存在力学性能较差、易碎等缺点，限制了其应用范围。

因此，如何提高水凝胶的力学性能成为近年来研究的热点。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者对纳米纤维素增强聚乙烯醇水凝胶的制备工艺及力学性能进行了大量的研究。

1. 国内研究现状

国内学者在纳米纤维素增强聚乙烯醇水凝胶的研究方面取得了一系列进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

主要内容:1.制备纳米纤维素：采用化学机械法从天然纤维素中提取纳米纤维素，并对其进行表面改性，提高其与pva的相容性。

2.制备纳米纤维素增强聚乙烯醇水凝胶：将制备的纳米纤维素与pva溶液混合，通过冷冻-解冻法制备纳米纤维素增强聚乙烯醇水凝胶。

3.材料表征：采用扫描电子显微镜(sem)、x射线衍射(xrd)、傅里叶变换红外光谱(ftir)等对纳米纤维素和纳米纤维素增强聚乙烯醇水凝胶的结构、形貌和组成进行表征。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究与理论分析相结合的方法，具体步骤如下：
1.查阅相关文献，了解纳米纤维素增强聚乙烯醇水凝胶的国内外研究现状、制备方法、性能影响因素等。

2.采用化学机械法制备纳米纤维素，并通过化学改性提高其与聚乙烯醇的相容性。

3.将制备好的纳米纤维素与聚乙烯醇溶液混合，通过冷冻-解冻法制备纳米纤维素增强聚乙烯醇水凝胶。

5. 研究的创新点

1.采用化学机械法结合表面改性制备纳米纤维素，提高其与聚乙烯醇的相容性，改善纳米纤维素在聚乙烯醇基体中的分散性，促进两者的界面结合，进而提高水凝胶的力学性能。

2.采用冷冻-解冻法制备纳米纤维素增强聚乙烯醇水凝胶，该方法操作简单、环保，且有利于形成均匀的三维网络结构，提高水凝胶的性能。

3.系统研究纳米纤维素含量、制备工艺对纳米纤维素增强聚乙烯醇水凝胶的结构、力学性能、溶胀性能等的影响规律，揭示纳米纤维素增强聚乙烯醇水凝胶的增强机理。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张艳, 王清文, 陈洪章. 纳米纤维素增强聚乙烯醇气凝胶的制备及性能[j]. 功能材料, 2021, 52(9): 188-194.

[2] 吴义淳, 张晓君, 彭浩, 等. 静电纺丝法制备纳米纤维素/聚乙烯醇复合纳米纤维及其性能研究[j]. 功能材料, 2021, 52(1): 108-114.

[3] 孙康, 郭俊, 吴玉程, 等. 纳米纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能研究[j]. 林业工程学报, 2020, 34(1): 121-127.