石墨烯水性聚氨酯纳米复合材料的制备与性能研究的任务书.docx

石墨烯水性聚氨酯纳米复合材料的制备与性能研究的任务书
一、研究背景
石墨烯是由碳原子排列形成的单层平面薄片，具有极高的拉伸强度、导电性和导热性等特殊性质，具有广泛的应用前景。石墨烯水性聚氨酯纳米复合材料是将石墨烯与水性聚氨酯复合制备而成的一种新型材料，具有优良的机械性能、热稳定性和抗老化性能，极具应用价值。
二、研究目的
1.研究石墨烯和水性聚氨酯的相容性和交联反应，确定合适的混合比例和交联剂用量，实现优异的相容性和强度性能；
2.探究不同制备方法对石墨烯水性聚氨酯复合材料的力学性能、导电性能、热稳定性和抗老化性能等的影响，确立合适的制备工艺；
3.通过表征手段如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、差热分析（DSC）等方法对石墨烯水性聚氨酯复合材料的组成、结构和性能进行表征和分析。
三、研究内容
1.石墨烯水性聚氨酯复合材料的制备方法及实验条件的确定；
2.石墨烯和水性聚氨酯的相容性和交联反应的实验研究；
3.水性聚氨酯中石墨烯的分散状态检测及水性聚氨酯中石墨烯的含量测定；
4.石墨烯水性聚氨酯复合材料的力学性能、导电性能、热稳定性和抗老化性能等的实验研究与表征分析。
四、研究方法
1.纯化石墨烯：采用机械剥离法和化学还原法制备纯化石墨烯，并对其进行表征。
2.制备水性聚氨酯：用聚醚、聚醚酯、异氰酸酯和交联剂等原料制备水性聚氨酯，并对其进行表征。
3.制备石墨烯水性聚氨酯复合材料：将石墨烯分散在水性聚氨酯中，根据不同的制备方法和掺杂浓度，制备出具有不同性能的石墨烯水性聚氨酯复合材料。
4.对样品进行力学性能测试、导电性能测试、热稳定性测试和抗老化性能测试，并通过SEM、TEM、XRD、DSC等手段对样品进行表征和分析。
五、研究意义
1.提高石墨烯水性聚氨酯复合材料的性能和应用价值，推动纳米材料在多个领域的应用；
2.探索石墨烯和水性聚氨酯复合制备的新方法和新技术，丰富纳米复合材料的制备方法和制备工艺；
3.研究水性聚氨酯复合材料中纳米复合材料的分散状态和含量测定方法，为纳米材料在水性体系中的应用提供理论和技术支持。
六、进度安排
第1-2个月：文献调查、石墨烯和水性聚氨酯的制备及表征；
第3-4个月：石墨烯和水性聚氨酯的相容性和交联反应实验研究；
第5-6个月：石墨烯水性聚氨酯复合材料的制备，分析和表征；
第7-8个月：对样品进行力学性能测试、导电性能测试、热稳定性测试和抗老化性能测试；
第9-10个月：数据处理、结果分析和讨论；
第11-12个月：完成论文写作，撰写科技成果报告、论文和专利申请。