聚合物多壁碳纳米管复合材料结构与性能的研究的开题报告.docx

聚合物多壁碳纳米管复合材料结构与性能的研究的开题报告
开题报告
论文题目：聚合物多壁碳纳米管复合材料结构与性能的研究
一、选题的背景和意义
多壁碳纳米管（Multi-walledcarbonnanotubes,MWCNTs）是一种新型的纳米材料，具有纳米级别的尺寸和独特的力学、电学、热学等性质，因此在材料学领域引起了广泛关注。在聚合物基复合材料中添加MWCNTs可以改善其力学性能、电导率、热稳定性等方面，因此也成为研究热点。
然而，MWCNTs的尺寸、结构、表面性质等因素都对其与聚合物基体相互作用和分散性产生影响，进而影响复合材料的性能。因此，研究不同结构与性质的MWCNTs与聚合物基体之间的相互作用是十分必要的。本次研究旨在探究聚合物多壁碳纳米管复合材料结构与性能之间的关系，为制备具有优良性能的MWCNTs/聚合物复合材料提供理论依据。
二、研究的主要内容
1.制备不同结构的多壁碳纳米管材料，分析其粉末形貌、尺寸、结构和表面性质等；
2.采用不同的方法将MWCNTs与聚合物基体进行复合，比较不同方法对复合材料力学性能、电学性能和热稳定性等的影响；
3.利用原位拉伸测试、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等手段研究MWCNTs与聚合物基体之间的相互作用机制。
三、研究的意义和预期结果
本次研究将为了解多壁碳纳米管与聚合物基体之间的相互作用机制及其在复合材料中的应用提供理论支持。研究预期能得到以下结果：
1.利用不同制备方法获得不同结构的多壁碳纳米管粉末，厘清制备条件对MWCNTs结构的影响；
2.系统地比较不同复合方法对复合材料力学性能、电学性能和热稳定性的影响，探讨其机制；
3.建立MWCNTs/聚合物复合材料的微观结构模型，阐明MWCNTs与聚合物基体之间的相互作用机制。
四、研究的进展计划
1.前期准备阶段：阅读文献，了解多壁碳纳米管和聚合物基复合材料相关知识、研究现状和热点问题；
2.样品准备阶段：采购多壁碳纳米管粉末，通过化学气相沉积、机械球磨等方法制备不同结构的MWCNTs，并对其进行表征；
3.复合材料制备阶段：通过熔融共混、溶液浸渍等方法将MWCNTs与聚合物基体进行复合，并对复合材料进行表征和性能测试；
4.微观结构研究阶段：利用SEM、TEM等手段对复合材料进行形貌和微观结构的研究，分析不同复合材料的微观结构差异；
5.实验数据分析阶段：对实验数据进行统计分析，比较不同复合方法对复合材料力学性能、电学性能和热稳定性等方面的影响，探讨其机制；
6.论文撰写阶段：撰写论文，对研究过程和结果进行总结，形成结论。
五、参考文献
1.Balandin,A.A.(2011).Thermalpropertiesofgrapheneandnanostructuredcarbonmaterials.NatureMaterials,10(8),569-581.
2.Lu,C.,&Liu,J.(2012).Applicationofgraphene-basedmaterialsinelectricalenergystorage.JournalofMaterialsChemistry,22(28),13958-13972.
3.Liu,Y.,Zhang,Y.,&Yang,M.(2014).Graphene-basedmaterialsforenergyconversion.JournalofMaterialsChemistryA,2(27),10220-10246.
4.Li,H.,Wang,M.,&Bi,H.(2019).Grapheneanditsderivativesastransparentconductiveelectrodes.JournalofMaterialsChemistryC,7(42),12967-12984.
5.Wang,H.,Wang,Z.,&Liu,X.(2020).Progressingraphene-basedfield-effecttransistors.JournalofMaterialsChemistryC,8(30),10235-10253.