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石墨烯的功能化改性及其典型聚合物复合材料的热解与阻燃性能研究的开题报告
一、研究背景与意义
石墨烯是一种具有单层碳原子排列的二维晶体材料，具有较高的导电性、热导率、机械强度、透明度等优异性能，是当前国际上研究最为热门的新型纳米材料之一。随着石墨烯的研究发展和应用推广，其在聚合物复合材料中的应用也越来越广泛，可以在提高复合材料的力学性能、导电性能、热稳定性、阻燃性等方面发挥作用。本文将研究石墨烯的功能化改性及其典型聚合物复合材料的热解与阻燃性能，旨在进一步探究石墨烯复合材料的性能及应用。
二、研究内容与技术路线
石墨烯的应用存在着许多挑战，其中之一是其粘附性能较差，因此需要对石墨烯进行功能化改性，使其与聚合物基体更好地结合。本研究将使用有机化学方法，对石墨烯进行表面改性，使其表面具有更多的亲水基团，以促进石墨烯与聚合物基体间的相互作用。接着，将合成得到的具有不同改性基团的石墨烯复合材料与一些常用的聚合物基体进行混合制备，以石墨烯复合材料为研究对象，探究其在高温条件下的热解规律，并测试其阻燃性能。聚合物复合材料的制备将采用常规的熔融混合法或溶液混合法，通过比较不同制备方法对复合材料性能的影响，确定最优制备工艺。
三、研究预期成果
通过本研究，可以实现以下目标：
1.合成得到具有不同性质的功能化石墨烯，并探究其对聚合物基体的增强效果与阻燃性能的影响。
2.利用石墨烯复合材料在热解过程中产生的挥发物，研究其在不同温度和气氛下的热解特性。
3.论证石墨烯的添加对聚合物复合材料的性能改善作用，并进一步完善聚合物复合材料的性能。
四、研究成果的应用前景
本研究将为石墨烯在复合材料领域的应用提供新思路和理论依据，通过改变石墨烯的结构和性质，使之更好地应用于聚合物基体，并完成了对其制备与性能优化的研究，为推进其在可降解材料、电子器件、传感器等领域的应用奠定基础，具有一定的应用前景与推广意义。