静电纺丝PANCNT纤维取向结构与力学性能的研究的任务书.docx

静电纺丝PANCNT纤维取向结构与力学性能的研究的任务书
任务书
一、任务背景
纳米级碳纤维在现代材料科学领域具有广泛的应用前景，但其制备和应用过程中面临许多困难。传统的制备方法存在着时间长、成本高等问题，并且很难调控纤维的取向结构和力学性能等方面。因此，寻找一种高效、节能、可控的碳纤维制备方法是当前研究的热点之一。
静电纺丝是一种新型的纳米级纤维制备技术，其优点在于可以制备具有可调控纤维取向结构和力学性能的纤维。PANCNT是一种具有优异电子输运性质的碳纳米管，其制备的纤维可以应用于许多领域，如电子学、光学、生物医学等领域。然而，目前关于PANCNT纤维的取向结构与力学性能的研究还不够深入，需要进一步探究。
因此，本次任务设计旨在通过静电纺丝制备PANCNT纤维，并对其取向结构与力学性能进行深入研究，为碳纤维制备技术的发展提供有力支持。
二、任务目标
1.静电纺丝制备PANCNT纤维，并进行参数优化实验，得到具有良好力学性能和取向结构的纤维。
2.利用AFM、SEM等仪器对纤维取向结构和表面形貌进行分析，探究纤维的取向性质和微观结构特征。
3.利用机械测试仪对纤维的力学性能进行测试，包括断裂强度、断裂伸长率和模量等物理参数，分析纤维的力学性能。
4.综合分析实验结果，探究静电纺丝制备方法对PANCNT纤维的取向结构和力学性能的影响。
5.撰写实验报告，对实验结果进行总结和分析，提出进一步研究的展望。
三、任务实施方案
1.实验材料和设备准备
材料：PANCNT纳米管、聚乳酸（PLA）溶液。
设备：静电纺丝仪、AFM、SEM、拉力测试机等。
2.实验步骤
（1）PANCNT纳米管的制备和表征。采用常见的化学气相沉积法或生物质催化剂法制备PANCNT纳米管，并使用TEM、XRD等仪器对其进行表征。
（2）静电纺丝制备PANCNT纤维。采用喷雾静电纺丝法，调节电压、距离、喷液流速等参数以制备具有优异性能的纤维。
（3）对PANCNT纤维的取向结构和表面形貌进行分析。使用AFM、SEM等仪器对纤维进行分析，得到其微观结构和取向性质等信息。
（4）对PANCNT纤维的力学性能进行测试。采用标准化的拉伸测试方法对纤维的断裂强度、模量、断裂伸长率等物理参数进行测试。
（5）综合分析实验结果。总结实验结果，探究静电纺丝制备方法对纤维性能的影响，并提出进一步研究的展望。
3.实验安全注意事项
（1）PANCNT纳米管为有害物质，应注意个人防护措施，避免直接接触。
（2）实验过程中应遵循实验室安全规定，注意使用化学药剂手套等防护设备。
（3）操作仪器前应认真阅读仪器安全操作手册，确保操作正确、安全。