导电炭黑填充硅橡胶复合材料的制备与性能研究的开题报告.docx

导电炭黑填充硅橡胶复合材料的制备与性能研究的开题报告
一、选题背景及意义：
炭黑是一种常用的填料，作为一类重要的功能填料，已广泛应用于橡胶行业、油墨、涂料、塑料、化妆品等许多领域，其结构特征决定了炭黑可以有效提高填充物的机械性能和热性能，优化材料的物理、化学和电学等性能。但纯炭黑制备的材料一般不能满足特定应用的需求，因其本身导电性能差，而高性能的导电材料在电子通讯、医疗器械等领域有着广泛的应用。因此，为了提升炭黑材料的导电性能，研究导电炭黑填充硅橡胶复合材料，对于提高材料的性能和开发新型材料具有重要意义。
二、研究内容及思路：
本研究旨在制备导电炭黑填充硅橡胶复合材料，其中导电炭黑具有优异的电导率和热导率，达到了优越的导电效果。主要研究内容分为如下两部分：
1、炭黑的选择和制备：选用高纯度的炭黑，并经过表面改性处理，以提高其与硅橡胶的相容性和分散性，同时保持其导电性能。研究炭黑的性质及其在填充硅橡胶中的分散状态；
2、导电炭黑填充硅橡胶复合材料的制备及性能研究：通过实验确定炭黑填充量和掺入量的比例，制备出性能稳定的导电炭黑填充硅橡胶复合材料，并对其导电性能、压缩性能和机械性能等进行测试。
三、可能的研究结果及意义：
通过制备出导电炭黑填充硅橡胶复合材料并对其性能进行测试，可以得到以下可能的结果及意义：
1、研究炭黑的填充量和掺入量对导电性能的影响，确定最优比例实现导电性能的最佳化；
2、研究导电炭黑填充硅橡胶复合材料的力学性能和导电性能的关系，拓展材料的应用领域；
3、通过分析和比较实验结果，揭示导电炭黑填充硅橡胶的制备过程及其导电机制，为确定材料加工的参数提供实验依据；
4、研究导电炭黑填充硅橡胶材料的应用前景和未来发展方向，为开发新型材料提供参考和指导。
四、研究的关键技术和研究方法：
1、炭黑的选择和制备：采用化学合成、物理合成等方法制备高质量的炭黑，并且对炭黑表面进行化学改性处理，增强其与硅橡胶的相容性；
2、导电炭黑填充硅橡胶复合材料的制备及性能研究：采用均匀分散纳米炭黑和硅橡胶，利用高速剪切法和物理混合法制备不同炭黑掺量的硅橡胶复合材料，在获得优良性能的基础上，通过扫描电镜（SEM）、红外光谱（IR）、热分析（TGA）等手段研究材料的结构和性能。
五、预期成果及参考文献：
预期成果：
本研究可制备出导电炭黑填充硅橡胶复合材料，并实现导电性能、力学性能和热性能的协调平衡，从而具有应用潜力广阔的优异性能。
参考文献：
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–siliconerubbercompositeswithimprovedthermalconductivity.Plastics,RubberandComposites,46(9),361-368.