PVAMWNTs納米復(fù)合材料的制備及性能研究的開題報告

PVAMWNTs納米復(fù)合材料的制備及性能研究的開題報告一、研究背景和意義隨著納米技術(shù)的發(fā)展，納米材料作為一種新型材料越來越受到人們的關(guān)注和研究。納米材料具有特殊的物理、化學(xué)和力學(xué)性質(zhì)，可被用于制備新型的高性能、多功能的材料。其中，碳納米管是一種典型的納米材料，具有高強度、高導(dǎo)電性、高熱穩(wěn)定性等特點，已廣泛應(yīng)用于電子、能源等領(lǐng)域。然而，碳納米管的應(yīng)用有一定的局限性，主要因為其在復(fù)合材料中的分散性不佳。因此，尋找一種相容性更好的納米填料來改善其分散性是非常必要的。近年來，新型的聚合物中存在許多天然的生物材料可以用來制備納米復(fù)合材料，如天然高分子聚乙烯醇(PVA)，其具有良好的分散性和可溶性，能夠與碳納米管相容，并且有一定的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。因此，本研究將以PVAMWNTs納米復(fù)合材料為主要研究對象，利用氧化劑化和還原劑還原的方法，將PVAM與多壁碳納米管(MWNTs)制備成具有良好分散性和可溶性的納米復(fù)合材料，并研究其力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性能等方面的性能。二、研究內(nèi)容1.PVAMWNTs納米復(fù)合材料的制備采用氧化劑化和還原劑還原的方法，將PVAM與MWNTs混合制備成具有良好分散性和可溶性的PVAMWNTs納米復(fù)合材料。2.PVAMWNTs納米復(fù)合材料的表征采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紅外光譜儀(FT-IR)等手段對復(fù)合材料進行表征，分析其形貌結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分。3.PVAMWNTs納米復(fù)合材料的力學(xué)性能研究采用萬能材料試驗機測試PVAMWNTs納米復(fù)合材料的力學(xué)性能，包括拉伸、彎曲和壓縮等方面的性能研究。4.PVAMWNTs納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性研究采用熱重分析儀(TGA)對PVAMWNTs納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性進行研究。5.PVAMWNTs納米復(fù)合材料的導(dǎo)電性能研究采用四探針法對PVAMWNTs納米復(fù)合材料的導(dǎo)電性能進行測試，并分析其導(dǎo)電機理。三、研究意義和預(yù)期成果1.研究結(jié)果可以為制備新型高性能、多功能的納米復(fù)合材料提供一種方法和思路。2.研究將深入探究聚合物與納米材料協(xié)同作用的機理，有助于理解納米復(fù)合材料的形成和性能表現(xiàn)。3.研究結(jié)果將為適應(yīng)未來高新技術(shù)的需要，提供一些新的思路和方法，具有實際應(yīng)用價值。4.本研究的預(yù)期成果包括制備出具有良好分散性和可溶性的PVAMWNTs納米復(fù)合材料，并具有較好的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性能。四、研究方法1.實驗材料與儀器PVAM、MWNTs、過硫酸銨、還原劑等實驗試劑；SEM、TEM、FT-IR等儀器設(shè)備。2.實驗步驟（1）利用溶劑振蕩器將PVAM和MWNTs溶解在含有過硫酸銨的稀硫酸中，并氧化劑化處理。（2）用還原劑還原經(jīng)氧化劑化后的混合物，制備成PVAMWNTs納米復(fù)合材料。（3）用SEM、TEM、FT-IR等儀器對復(fù)合材料進行表征，測試其力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性能等性能。五、進度安排第一階段（1周）：針對相關(guān)文獻資料進行閱讀和收集，了解PVAMWNTs納米復(fù)合材料的制備方法與性能研究現(xiàn)狀。第二階段（2周）：準備所需的實驗材料和方法，進行PVAMWNTs納米復(fù)合材料的制備。第三階段（3周）：采用SEM、TEM、FT-IR等儀器對復(fù)合材料進行表征，并測試其力學(xué)性能。第四階段（2周）：采用TGA對復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性進行研究，并進行導(dǎo)電性能測試。第五階段（2周）：分析實驗結(jié)果，完成研究成果撰寫。六、參考文獻[1]LouYB,WuXQ,ZhouWQ,etal.ProgressinresearchonPVA-basedcompositesfilledwithcarbonnanotube.JInorgMater,2012,27(6):217-223.[2]KangDG,YuanJH,MaYH.Synthesisandcharacterizationofwater-solublePVA-MWNTscomposite.PolymCompos,2006,27:567-573.[3]LiuJ,LiN,LiuY,etal.Polyvinylalcohol/multiwalledcarbonnan