课程设计说明书(论文)
聚（N-异丙基丙烯酰胺）在离子液体中的相分离行为研究
近年来，随着高分子材料的研究领域不断深入，越来越多的功能性高分子材料引起了人们的注意。其中，具有刺激响应性的高分子材料更是因其特性成为科学家们研究的热点。刺激响应性高分子又称智能高分子（Stimuli Responsive Polymers），是一类在温度、pH、电解质、光、电场、磁场等环境刺激下，自身某些物理或化学性质(如相态、形状、表面能、溶解度等）会发生相应变化的聚合物，其在可控药物释放、信息存储、分子开关、油田开发、智能玻璃、分离膜等领域都有着巨大的应用前景[1]。
离子液体又称为室温离子液体（Room Temperature Ionic Liquid，RTIL），是一种在室温范围内呈液体状态的盐类,通常由有机阳离子和无机或者有机阴离子构成[2]。离子液体与其它分子溶剂相比，具有很多优异的性能，例如作为反应溶剂[3]，萃取溶剂[4]以及电解质材料[5]，也可作为纤维素等天然高分子的良溶剂[6]等等。同时，组成离子液体的阳离子与阴离子种类繁多，可形成的离子液体数目客观。根据Rogers[7]的研究可知，离子液体已经开始了第二次发展，离子液体将不再仅仅单纯得被用作反应溶剂。离子液体作为一种可设计、可修饰的功能性分子，具有可控的物理或者化学性能。阴阳离子的可选择性与可独立设计性，使人们可以更为灵活地设计出符合特定需要的功能化离子液体。
1 聚（N-异丙基丙烯酰胺）的概述
聚（N-异丙基丙烯酰胺）（Poly(N-isopropylacrylamide)，PNIPAM）是一类被广泛研究的具有刺激响应性的高分子，其对温度、压力、pH、离子强度、溶剂等都具有一定的响应性，在药物释放[8-9]、组织工程[10-11]、分离提纯[12-13]等领域具有广泛的应用前景。在涉及PNIPAM的研究中，以对PNIPAM水溶液的研究最为居多。
1.1 聚（N-异丙基丙烯酰胺）的结构与性质
图1 PNIPAM的化学结构式
PNIPAM的分子结构中同时存在着亲水性的酰胺基（-CONH-）和疏水性的异丙基（-CH（CH3）2），见图1。这两个特征基团的存在使得线型PNIPAM的水溶液及交联后的PNIPAM水凝胶呈现出温度敏感性：当体系温度从常温逐渐升高到最低临界共溶温度（Lower Critical Solution Temperature，LCST）左右时，高分子链的形态尺寸会发生突变，即所谓线团-球体转变（coil-to-globlue）[14-16]。一般来说，PNIPAM水溶液发生相分离时所对应的温度为32 ℃。
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