水性聚氨酯納米二氧化硅復(fù)合材料的制備及性能研究的開題報告

水性聚氨酯納米二氧化硅復(fù)合材料的制備及性能研究的開題報告一、研究背景與意義隨著科技的發(fā)展，新型材料的研究越來越受到人們的關(guān)注。水性聚氨酯是一種重要的高分子材料，具有優(yōu)異的性能，如耐磨、耐腐蝕、耐高溫等。納米二氧化硅材料具有較高的比表面積、特殊的表面性質(zhì)和尺寸效應(yīng)等特點，被廣泛應(yīng)用于高分子復(fù)合材料中。本課題旨在研究水性聚氨酯納米二氧化硅復(fù)合材料的制備方法及其性能研究，為新型高性能復(fù)合材料的研發(fā)提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)，同時拓展水性聚氨酯材料的應(yīng)用領(lǐng)域。二、研究內(nèi)容和目標(biāo)1.探索合適的水性聚氨酯納米二氧化硅復(fù)合材料制備方法。2.研究制備后樣品的物理性質(zhì)和力學(xué)性能。3.分析各因素對樣品性能的影響，并提出相應(yīng)的改進策略。4.達到制備具有優(yōu)異性能的水性聚氨酯納米二氧化硅復(fù)合材料的目標(biāo)。三、研究方案1.選擇合適的水性聚氨酯及納米二氧化硅材料，并優(yōu)化配方。2.采用隔離油法制備水性聚氨酯納米二氧化硅復(fù)合材料。3.對制備的樣品進行物理性質(zhì)和力學(xué)性能的測試。4.利用掃描電鏡、熱重分析和拉伸試驗等手段分析各因素對樣品性能的影響。5.分析實驗結(jié)果，提出改進策略，并重復(fù)實驗驗證性能的改善。四、預(yù)期結(jié)果1.成功合成水性聚氨酯納米二氧化硅復(fù)合材料。2.探索出一種或多種制備方法，并優(yōu)化配方，制備得到優(yōu)異性能的材料。3.分析各因素對樣品性能的影響，并提出相應(yīng)的改進策略，為復(fù)合材料的進一步研究提供理論支持。4.得到與目標(biāo)相符的實驗結(jié)果。五、研究難點1.選擇合適的水性聚氨酯和納米二氧化硅材料，并優(yōu)化配方。2.探索制備水性聚氨酯納米二氧化硅復(fù)合材料的最優(yōu)方案。3.分析各因素對樣品性能的影響，確認影響性能的關(guān)鍵因素。六、可行性分析1.水性聚氨酯與納米二氧化硅的復(fù)合具有相當(dāng)?shù)难芯炕A(chǔ)。2.相應(yīng)的化學(xué)實驗設(shè)備和條件就位，能夠保證實驗的進行。3.本研究方案的技術(shù)路線合理，具有可行性。七、擬采取的方法和步驟1.選取不同含量的納米二氧化硅，配制成不同配比的水性聚氨酯納米二氧化硅復(fù)合材料。2.采用隔離油法進行制備，并考察得到的樣品的物理性質(zhì)。3.對水性聚氨酯納米二氧化硅復(fù)合材料進行力學(xué)性能測試，并分析各因素對樣品性能的影響。4.分析實驗結(jié)果，總結(jié)經(jīng)驗，制定改進策略。八、參考文獻1.Liu,D.,&Rong,M.Z.(2010).Waterbornepolyurethane/nano-SiO2compositeemulsionswithenhancedmechanicalproperties.ColloidandPolymerScience,288(6),613-622.2.Chen,C.J.,Chen,Y.Y.,Hsiue,G.H.,&Wang,W.H.(2003).Preparationofwaterbornepolyurethane/silicahybridmaterialsbythesol–gelmethod.JournalofAppliedPolymerScience,87(4),603-610.3.Chen,M.,Zhang,Y.,Xie,Y.,Huang,X.,&Xie,G.(2017).Preparationandcharacterizationofwaterbornepolyurethane/nano-SiO2compositeparticlesviaminiemulsionpolymerization.JournalofAppliedPolymerScience,134(25),44903.4.Zhong,J.,Jia,H.,Wang,X.,Li,Y.,&Wu,H.(2015).PreparationandPropertiesofWaterbornePolyurethane-BasedCompositeFilmsReinforcedwithNano-SiO2.JournalofMacromolecularScience,PartB,54(12),1377-1394.5.Xu,A.,Zhan,M.,&Wu,R.(2014).Effectofnano-SiO2ontheperformance