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不同拓扑结构POSS聚合物纳米复合材料的制备及其热性能研究的开题报告
一、选题背景及意义
随着科技的发展，纳米材料逐渐成为材料学领域的热点研究对象。POSS聚合物是近年来新兴的一类具有多种化学功能的聚合物，在制备纳米复合材料方面具有独特的优势。POSS聚合物具有良好的机械强度，热性能，化学稳定性和独特的结构形态。因此，将POSS聚合物与纳米材料复合，可以得到性能更加优异的新型纳米材料，此种材料在微电子、能源领域以及汽车、航空等工业领域具有非常广泛的应用前景。
针对POSS聚合物纳米复合材料在工业应用中存在的问题，比如制备工艺不成熟、产品性能难以掌握等方面，本研究将针对这种类型的复合材料在制备和热性能方面进行深入研究，以弥补国内外对POSS聚合物纳米复合材料制备工艺与性能关系的缺失。
二、研究内容与方法
1.研究内容：
该研究将重点研究POSS聚合物纳米复合材料的制备和热性能。其中，制备将针对不同的拓扑结构进行研究，包括线型POSS聚合物、大分子POSS聚合物和POSS共聚物等。在研究热性能方面，将主要考察材料的热稳定性、热导率和热膨胀系数等方面的性能变化规律。
2.研究方法：
（1）合成POSS聚合物：采用化学交联、溶剂沉淀和自由基引导等方法制备不同结构的POSS聚合物。
（2）制备POSS纳米复合材料：采用溶液混合法、质子交换反应和共沉淀法等制备POSS与不同纳米材料的复合材料。
（3）研究复合材料的热性能：利用热重分析仪等仪器对复合材料进行热稳定性、热导率和热膨胀系数等性能测试。
三、预期成果
通过对POSS聚合物纳米复合材料制备和热性能的深入研究，预计可以得到以下成果：
（1）成功合成不同结构形态的POSS聚合物；
（2）成功制备POSS与不同纳米材料的复合材料；
（3）研究POSS聚合物纳米复合材料的热性能变化规律，并对其物理机理进行解析；
（4）为POSS聚合物纳米复合材料在微电子、能源领域以及汽车、航空等工业领域的应用提供技术支撑。
四、研究计划
本研究计划周期为两年，预计分为以下几个阶段：
第一年：
1.1-3月：文献调研和实验计划设计；
2.4-6月：POSS聚合物的合成反应条件优化；
3.7-9月：POSS与纳米材料的复合材料制备及物性分析；
4.10-12月：初步研究POSS聚合物纳米复合材料的热性能变化规律。
第二年：
1.1-3月：进一步研究POSS聚合物纳米复合材料的热性能变化规律；
2.4-6月：对POSS聚合物纳米复合材料的实验结果进行分析，提出性能优化方案；
3.7-9月：制备优化后POSS聚合物纳米复合材料，并进行性能测试；
4.10-12月：撰写论文并提交计划；
五、预期目标
经过两年的研究，本研究具有如下预期目标：
1.成功制备不同结构的POSS聚合物和POSS与不同纳米材料的复合材料；
2.研究POSS聚合物纳米复合材料的热性能变化规律，并对其物理机理进行解析；
3.针对POSS聚合物纳米复合材料的热性能进行优化，并提出性能改进方案；
4.论文发表SCI论文1-2篇，以及在国内外学术会议上进行报告。