双组份凝胶因子的制备及其凝胶性能的研究开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1 研究背景及意义

超分子凝胶是一种高度可控的材料,在仿生材料、传感器、光电材料、智能控释等领域均有重要应用。近些年来,随着超分子凝胶应用领域的不断扩展,低分子量凝胶因子在溶剂中的凝胶能力受到人们广泛地关注。超分子凝胶由小分子胶凝剂在特定的溶剂中形成,大多数超分子凝胶体系中,胶凝剂为单一组分即单组分小分子胶凝剂,然而近年来有关双组分小分子胶凝剂的研究也日益增多。双组分凝胶体系是最简单的、也是目前研究最为广泛的多组分凝胶体系,它是指由两种不同的小分子通过氢键、范德华力、金属配位、π-π堆积或主客体等非共价键作用中的一种或几种协同作用自组装形成结构稳定的超分子聚合物,然后进一步多层次自组装形成三维网络结构使溶剂凝胶化。通常情况下,双组分凝胶的两种小分子都难以单独形成性能较好的凝胶,而使用超分子可以将两种小分子组合起来制备成双组分超分子凝胶。在控制凝胶因子自组装时,光、热、pH值调节、金属离子、超声、剪切力和氧化-还原等方法作用于凝胶因子和溶剂的混合体系时,可以实现凝胶-溶胶的相转变过程。凝胶因子在溶液中存在溶解和聚集两种趋势,处于这两种趋势“中间态”即可实现对相应溶剂的凝胶过程。在不同的溶剂中,凝胶因子的聚集方式也略有不同。在水中,凝胶因子的分子结构中的疏水基团促进聚集,亲水基团提供溶解性;而在有机溶剂中,亲水基团促进聚集,疏水基团提供溶解性。向体系内加入第二种溶剂形成混合溶剂同样也是一种影响溶解-聚集的方法:当两种溶剂互溶时,两种溶剂对凝胶因子的聚集和凝胶起到协同作用;当两种溶剂不互溶时,形成一种含有两相的凝胶。

1.2 国内外相关的研究情况

1993 年 Hanabusa 等报道了首例双组分超分子凝胶,与传统的单组分超分子凝胶相比,双组分超分子凝胶通过调节胶凝组分之间的摩尔比,可对凝胶性质进行灵活地调控,且对任意组分进行结构修饰都可能使凝胶获得新的功能性。

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