改性石墨烯热塑性聚氨酯纳米复合薄膜的制备与性能研究的开题报告.docx

改性石墨烯热塑性聚氨酯纳米复合薄膜的制备与性能研究的开题报告
一、选题背景
随着社会经济的发展和科学技术的进步，聚氨酯材料在各个领域得到了广泛的应用。与此同时，石墨烯这种新型的二维材料也引起了极大的关注。石墨烯具有很多出色的物理和化学特性，如高导电性、高热导性、特殊的光学性质和高度的力学强度等，因此在材料科学和能源科学领域有着广泛的应用前景。简单地将石墨烯与聚氨酯纳米复合材料结合起来，可以在材料性能方面获得双倍以上的提升。因此，研究和开发石墨烯聚氨酯纳米复合材料是十分有意义的。
二、选题意义
石墨烯和聚氨酯是两种性质相异的材料，二者结合产生的纳米复合材料在多种应用领域中具有广阔的应用前景。这种复合材料不仅可以提高聚氨酯本身的性能，还可以开发出许多新型的性能优异、功能独特的复合材料。因此，对改性石墨烯热塑性聚氨酯纳米复合薄膜的制备与性能研究既有学术研究的价值，也有实际工程应用的意义。具体实现如下：
1、在能源领域中，该复合材料可以作为电极材料、隔热材料和催化剂等，提高电池的电化学性能、节约能源、降低能耗。
2、在化工领域中，可以作为智能触发材料，研发日新月异的聚合物智能自修复材料，提供高附着力和高耐磨损性材料。
3、在生物医学领域中，该复合材料可应用于生物传感器、组织工程、医用纳米材料等方面，大大改进材料的生物相容性和机械强度、缩小材料的体积，为诊断和治疗提供更广泛的可能性。
三、论文内容
本研究的目标是研究制备改性石墨烯热塑性聚氨酯纳米复合薄膜，并从材料力学性能、电学性能、热学性能等方面进行分析。具体研究内容如下：
1.研究石墨烯在聚氨酯中的掺杂条件和最佳掺量；
2.研究掺杂石墨烯的聚氨酯纳米复合薄膜的制备工艺，采用溶液扩散和热压法制备；
3.对掺杂石墨烯的聚氨酯纳米复合薄膜进行物理力学性能、热学性能和电学性能测试，包括力学性能测试、电性能测试、XRD和热重分析等测试；
4.优化复合薄膜的制备工艺和性能，并将其应用于某些领域中。
四、研究方法
本文将采用溶液扩散和热压法制备改性石墨烯热塑性聚氨酯纳米复合薄膜，并从材料力学性能、热学性能和电学性能等方面进行分析，以期得到较好的材料性能。具体研究方法如下：
1、物理化学方法掺杂石墨烯，研究石墨烯的掺杂条件和最佳掺量；
2、采用溶液扩散和热压法制备改性石墨烯热塑性聚氨酯纳米复合薄膜，并对其进行表面形貌、力学性能等分析；
3、对改性石墨烯热塑性聚氨酯纳米复合薄膜的物理力学性能、电学性能和热学性质进行测试和分析；
4、寻找最优制备条件和最佳性能组合，并将其应用于相关领域。
五、预期结果
通过改性石墨烯热塑性聚氨酯纳米复合薄膜的制备与性能研究，本研究预期取得以下的结果：
1、建立一个较好的石墨烯掺杂聚氨酯的方法，并探索石墨烯掺杂的最佳量，为制备高性能的石墨烯复合材料提供了一个基础。
2、通过溶液扩散和热压法制备改性石墨烯热塑性聚氨酯纳米复合薄膜，获得其表面形貌、物理力学性能和电学性能。
3、对改性石墨烯热塑性聚氨酯纳米复合薄膜的性能进行分析，优化其制备方法和性能，并为纳米复合薄膜在多个应用领域的推广创造前提。
4、进一步开发和应用改性石墨烯热塑性聚氨酯纳米复合薄膜，拓展其在一系列应用领域中的应用，将产生有机的经济效益和社会效益。