導電炭黑填充硅橡膠復合材料的制備與性能研究的開題報告

導電炭黑填充硅橡膠復合材料的制備與性能研究的開題報告一、選題背景及意義：炭黑是一種常用的填料，作為一類重要的功能填料，已廣泛應用于橡膠行業(yè)、油墨、涂料、塑料、化妝品等許多領域，其結構特征決定了炭黑可以有效提高填充物的機械性能和熱性能，優(yōu)化材料的物理、化學和電學等性能。但純炭黑制備的材料一般不能滿足特定應用的需求，因其本身導電性能差，而高性能的導電材料在電子通訊、醫(yī)療器械等領域有著廣泛的應用。因此，為了提升炭黑材料的導電性能，研究導電炭黑填充硅橡膠復合材料，對于提高材料的性能和開發(fā)新型材料具有重要意義。二、研究內容及思路：本研究旨在制備導電炭黑填充硅橡膠復合材料，其中導電炭黑具有優(yōu)異的電導率和熱導率，達到了優(yōu)越的導電效果。主要研究內容分為如下兩部分：1、炭黑的選擇和制備：選用高純度的炭黑，并經(jīng)過表面改性處理，以提高其與硅橡膠的相容性和分散性，同時保持其導電性能。研究炭黑的性質及其在填充硅橡膠中的分散狀態(tài)；2、導電炭黑填充硅橡膠復合材料的制備及性能研究：通過實驗確定炭黑填充量和摻入量的比例，制備出性能穩(wěn)定的導電炭黑填充硅橡膠復合材料，并對其導電性能、壓縮性能和機械性能等進行測試。三、可能的研究結果及意義：通過制備出導電炭黑填充硅橡膠復合材料并對其性能進行測試，可以得到以下可能的結果及意義：1、研究炭黑的填充量和摻入量對導電性能的影響，確定最優(yōu)比例實現(xiàn)導電性能的最佳化；2、研究導電炭黑填充硅橡膠復合材料的力學性能和導電性能的關系，拓展材料的應用領域；3、通過分析和比較實驗結果，揭示導電炭黑填充硅橡膠的制備過程及其導電機制，為確定材料加工的參數(shù)提供實驗依據(jù)；4、研究導電炭黑填充硅橡膠材料的應用前景和未來發(fā)展方向，為開發(fā)新型材料提供參考和指導。四、研究的關鍵技術和研究方法：1、炭黑的選擇和制備：采用化學合成、物理合成等方法制備高質量的炭黑，并且對炭黑表面進行化學改性處理，增強其與硅橡膠的相容性；2、導電炭黑填充硅橡膠復合材料的制備及性能研究：采用均勻分散納米炭黑和硅橡膠，利用高速剪切法和物理混合法制備不同炭黑摻量的硅橡膠復合材料，在獲得優(yōu)良性能的基礎上，通過掃描電鏡（SEM）、紅外光譜（IR）、熱分析（TGA）等手段研究材料的結構和性能。五、預期成果及參考文獻：預期成果：本研究可制備出導電炭黑填充硅橡膠復合材料，并實現(xiàn)導電性能、力學性能和熱性能的協(xié)調平衡，從而具有應用潛力廣闊的優(yōu)異性能。參考文獻：1.Santulli,C.,Maio,A.,Gervasio,D.F.,&Acierno,D.(2018).HighlyConductiveandThermallyStablePolydimethylsiloxaneNanocompositesFilledwithCarbon-NanotubesandGraphenePlatelets:AnIntegratedExperimentalandTheoreticalStudy.Macromolecules,51(22),9090-9099.2.JiangpingXu,QifengTan,XueqinWei,&EncaiOu.(2015).PreparationofConductivePolyurethane/SiliconCarbideNanorodsCompositesbyElectrolessPlating.ChineseJ.Chem.Eng.,23(5),965-970.3.Zhang,Y.,Liu,L.,Gao,J.,&Li,Y.(2017).Fabricationandcharacterizationofcarbonblack–siliconerubbercomposites