原位成纤增强可生物降解型复合材料微孔发泡行为及性能研究的开题报告.docx

原位成纤增强可生物降解型复合材料微孔发泡行为及性能研究的开题报告
开题报告
一、研究背景及意义
成纤维素是由植物细胞壁中的纤维素聚合而成的天然高分子，具有丰富的资源、可再生性、可降解性等特点，被广泛地应用于生物医药、纸浆制造、食品工业等领域。然而，由于成纤维素具有很强的极性和亲水性，难以与一些非极性复合材料进行有效的复合，限制了其应用范围。
为了解决这一问题，近年来许多学者致力于研究成纤维素增强复合材料的制备及性能研究，以期能够拓展其应用领域。同时，随着环境污染及资源限制的日益严峻，绿色环保型材料得到了广泛的关注。因此，研究具有降解性、可再生性的新型纤维素增强可生物降解型复合材料也具有重要的科学意义和实际应用价值。
在此背景下，本课题将研究成纤维素增强可生物降解型复合材料的微孔发泡行为及性能，重点探索成纤维素与PLA、PBS等热塑性共混材料的复合方法及其影响因素，为新型有机可生物降解材料的应用提供理论和技术支持。
二、研究内容及方法
本课题拟研究的主要内容包括以下几个方面：
1.纤维素增强热塑性生物降解复合材料的制备
研究不同制备方法下PLA、PBS等热塑性共混材料与成纤维素的复合规律，探究复合材料的性能变化及影响因素。
2.复合材料的微孔发泡行为及性能
通过较优的制备方法制备出纤维素增强热塑性生物降解复合材料，在其表面或内部制备均匀分布的微孔，考察微孔对复合材料物理力学性能的影响，并确定制备过程中的最佳孔隙率和最佳孔径大小。
3.复合材料的可生物降解性能
考察微孔发泡前后纤维素增强热塑性生物降解复合材料的生物降解性能，通过水解实验和土壤埋藏实验等方式研究复合材料的降解规律及其影响因素。
为了完成以上研究内容，本课题将采用如下实验方法和技术：
1.材料和试剂准备：所需材料包括PLA、PBS、纤维素等高分子材料，试剂包括孔隙剂、交联剂、催化剂、表面活性剂等。所有试剂均应为分析纯级别。
2.成纤维素增强热塑性生物降解复合材料的制备：采用热压法或熔融共混法等方法进行复合，制备出不同纤维素含量的复合材料。
3.复合材料的微孔发泡行为及性能：通过热成型法、溶剂挥发法、封孔法等方法制备微孔发泡复合材料，利用显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等手段对复合材料的微观结构和孔隙形貌进行观察和分析。
4.复合材料的可生物降解性能：利用文献报道的水解实验和土壤埋藏实验等方法研究复合材料的降解性能。
三、预期成果及意义
本研究拟在成纤维素增强可生物降解型复合材料微孔发泡行为及性能方面开展深入探究，预期将获得以下成果：
1.明确PLA、PBS等热塑性共混材料与成纤维素的复合规律及影响因素；
2.掌握复合材料的微孔发泡行为及影响因素，并确定复合材料的最佳孔隙率和最佳孔径大小；
3.研究复合材料的生物降解规律及影响因素，为带有这类新型有机可生物降解材料的研究和应用提供理论和技术支持。
四、预期研究进展及难点
本课题的研究内容涉及复合材料制备、微孔发泡行为及性能、可生物降解性能研究等多个方面。本研究预期能够深入探究成纤维素增强热塑性生物降解复合材料的微孔发泡行为及性能，为带有这类新型有机可生物降解材料的研究和应用提供理论和技术支持。同时，难点也比较明显，包括：
1.纤维素与PLA、PBS等热塑性共混材料的复合规律及影响因素需要进一步探究；
2.复合材料的微孔发泡行为及复合材料孔隙率和孔径大小的确定需要大量试验和数据分析支持；
3.阶段性的实验难题及配套手段的技术难点解决等等。