尼龙6高岭土纳米复合材料的制备及性能研究的任务书.docx

尼龙6高岭土纳米复合材料的制备及性能研究的任务书
任务书：
一、选题背景及意义：
高岭土和纳米材料是当代材料领域中被广泛研究的两个热点领域。高岭土是一种性质特殊的粘土矿物，其具有较高的比表面积和吸附能力，很容易与其他材料发生物理或化学反应。纳米材料则具有小尺寸效应、较大的比表面积、较短的电子、光子、热子输运距离等特点，其与其他材料结合可改变被结合材料的性质，提高其性能。因此，高岭土和纳米材料复合后的新材料具有更多的应用前景，并且其研究对于推动材料学科的发展具有重要意义。
尼龙6是常用的工程塑料，其具有优异的力学性能、热稳定性能、化学稳定性等优点，广泛应用于制造工件、机床和汽车零部件等领域。因此，将高岭土和纳米材料与尼龙6复合可以改善尼龙6的性质，提升产品质量。
本课题旨在利用高岭土和纳米材料对尼龙6进行改性，制备高岭土/纳米复合尼龙6材料，并研究其性能，以期为工程材料的研究和开发提供新思路和理论依据。
二、主要研究内容：
1.高岭土/纳米复合材料的制备：采用膜法制备高岭土纳米复合材料，考察复合材料中高岭土与纳米材料的质量比对复合材料性能的影响，制备具有优异性能的高岭土/纳米复合尼龙6材料；
2.复合材料的表征：分别采用场发射扫描电镜、X射线衍射仪、超级融合仪等表征技术对复合材料的形貌、结构进行表征，以进一步研究纳米粒子和高岭土对尼龙6性能的改善机理；
3.物理性能测试：测试复合材料的密度、热性能、力学性能等物理性能，并与普通尼龙6进行比较，评价高岭土/纳米复合尼龙6材料的性能表现。
三、预期研究结果及意义：
1.实现高岭土/纳米复合材料的制备，验证高岭土和纳米材料对尼龙6性能的改善作用；
2.分析复合材料中高岭土和纳米材料的质量比对复合材料性能的影响，获得优化的复合材料配比；
3.研究复合材料的形貌、微观结构、力学性能等性能表现，探究高岭土/纳米复合尼龙6材料的改性机理，为工程材料的研究和开发提供新思路和理论基础。
四、研究方法：
1.高岭土的制备：选择天然高岭土，进行高温焙烧、SLC法等处理手段，制备出高纯度的高岭土；
2.纳米材料的制备：选择二氧化钛、碳纳米管、氧化铝等纳米材料，分别采用水热法、超声辅助加热法等制备方法，制备得到纳米粒子；
3.高岭土/纳米复合材料的制备：将高岭土和纳米粒子溶液通过膜法与尼龙6混合，利用真空渗透法制备高岭土/纳米复合尼龙6材料；
4.复合材料的表征：采用场发射扫描电镜、X射线衍射仪、超级融合仪等表征技术对复合材料的形貌、结构进行表征；
5.物理性能测试：测试复合材料的密度、热性能、力学性能等物理性能，并与普通尼龙6进行比较。
五、进度安排及预计完成时间：
1.2021年1月-2021年3月：高岭土/纳米复合尼龙6材料制备及初步性能测试；
2.2021年4月-2021年6月：复合材料表征及性能测试；
3.2021年7月-2021年9月：数据分析及结果呈现；
4.2021年10月-2021年12月：论文撰写及论文答辩准备。
六、研究经费：
本研究计划经费预算为50000元，主要包括实验材料费、试剂费、测试设备维护费、出差费、论文发表费等开支。
七、主要参考文献：
1.张瑛.纳米复合材料制备技术研究[M].北京:化学工业出版社,2008.
2.刘云,曹明,陈晓楠,等.高岭土的制备、性质及应用研究[J].化工学报,2018,69(3):959-969.
3.周杰.纳米复合材料的合成及其应用的研究[D].武汉科技大学硕士学位论文,2016.
4.Wang,Y.,Xie,H.,Xi,P.,etal.EffectofnanosizedTiO2onthefracturetoughnessandmechanicalpropertiesofnylon6composites[J].JournalofMaterialsScience,2003,38(9):1973-1979.
5.Wang,B.,Cheng,H.,Yang,K.,etal.Mechanical,thermalandrheologicalpropertiesofpolyamide-6/modifiedmontmorilloniteand/orhalloysitenanotubenanocomposites[J].CompositesScienceandTechnology,2015,113:55-61.