无机粒子聚偏氟乙烯复合膜研究的任务书.docx

无机粒子聚偏氟乙烯复合膜研究的任务书
任务书
论文题目：无机粒子聚偏氟乙烯复合膜的制备及性能研究
研究目的：
聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种优异的材料，其在膜方面应用广泛，但其热稳定性、机械性和抗变形性上存在一定的不足。无机粒子在增强聚合物性能方面具有独特的优势，其掺杂在聚合物中能够提高其热稳定性、耐磨性和抗变形性等性能。因此，通过引入无机粒子对PVDF进行复合处理，将会有一定的改善和提高其性能。本研究旨在对无机粒子聚偏氟乙烯复合膜的制备及其性能研究进行深入探究。
研究任务：
1.设计并制备无机粒子聚偏氟乙烯(简称PVDF)复合膜，确定复合膜中无机粒子的掺量和尺寸对复合膜性能的影响；
2.对复合膜的表面形貌和微观结构进行表征，如通过扫描电镜(SEM)对复合膜的表面形貌进行观察；用原子力显微镜(AFM)进行复合膜的微观结构的表征；
3.研究无机粒子对复合膜力学性能的影响，如应力应变曲线、断裂强度等力学性能的测试；
4.研究无机粒子对复合膜的热稳定性的影响，如通过热重分析(TGA)研究复合膜的热稳定性；
5.研究无机粒子对复合膜的耐磨性和抗变形性能的影响，如通过摩擦实验和循环弯曲实验研究复合膜的耐磨性和抗变形性能；
6.对复合膜的水、油性能进行测试。
研究方法：
1.复合膜的制备：将聚合物和无机材料按一定比例混合，并采用溶液浇筑工艺加热预处理后，采用热压烧结工艺制备复合膜；
2.复合膜表面形貌和微观结构的表征：通过扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)的表征系统对复合膜表面和结构进行观察表征；
3.复合膜机械性能的测试：通过万能试验机进行应力-应变曲线、拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率等力学性能的测试；
4.复合膜热稳定性的测试：通过热重分析(TGA)进行复合膜的热重分析，测定其在一定温度下的失重率；
5.复合膜耐磨性和抗变形性能的测试：通过摩擦测试和弯曲测试分别测试复合膜的耐磨性和抗变形性能；
6.复合膜水、油性能测试：通过光谱分析方法和其他方法对复合膜的水和油性能进行测试。
预期成果：
1.完成无机粒子聚偏氟乙烯的制备工艺，确定最佳掺杂比例和无机粒子尺寸对于复合膜性能的影响；
2.通过SEM和AFM对复合膜表面形貌和结构进行观察、分析和表征；
3.测试出复合膜的力学性能和热稳定性能的变化情况，通过摩擦性能和弯曲实验研究抗变形性和耐磨性；
4.根据测试结果分析无机粒子对复合膜性能的影响机制；
5.探究复合膜的水和油性能的变化情况，并对其进行分析和解释；
6.综合考虑以上研究成果，为无机粒子聚偏氟乙烯复合膜材料在应用上提供理论依据和实验指导。
时间安排：
本研究项目计划从2021年6月开始，预计进行一年，具体的时间安排如下：
阶段一:资料检索和文献阅读(2021.6-2021.7)；
阶段二:聚偏氟乙烯复合膜制备(2021.7-2021.11)；
阶段三:复合膜表征和性能测试(2021.11-2022.3)；
阶段四:数据处理和分析(2022.3-2022.5)；
阶段五:论文初稿的撰写(2022.5-2022.7)；
阶段六:学术论文修改和完善(2022.7-2022.8)；
阶段七:论文答辩和材料整理(2022.8-2022.9)。
参考文献：
1.Li,J.,He,G.,Chen,Z.,etal.PreparationandCharacterizationofPVDF/SiO2CompositeMembranewithEnhancedMechanicalandAnti-foulingProperties.SepPurifTechnol,2018;195:76-86.
2.Li,L,Tuo,Y.,Zhang,L.StudyonPreparationandPropertiesofPVDF/Al2O3compositemembrane.AdvancedMaterialsResearch,2014;989:423-427.
3.Chen,S.,Li,Y.,Zuo,W.,etal.InfluenceofPolyaminoamide-Epichlorohydrin(PAE)onthePropetiesofPVDF/Al2O3NanocompositeMembranes.Desalination,2012;285:345-351.
4.Xie,M.,Zhang,Y.,Huang,Z.,etal.PVDF/HfO2HybridMembraneforHigh-PerformanceLithium-IonBatteries:Preparation,CharacterizationandElectrochemicalPerformance.JournalofPowerSources,2019;422:142-150.