同轴电纺聚酰亚胺碳纳米管复合纳米纤维及其性能表征的任务书.docx

同轴电纺聚酰亚胺碳纳米管复合纳米纤维及其性能表征的任务书
任务书
题目：同轴电纺聚酰亚胺碳纳米管复合纳米纤维及其性能表征
研究背景：
纳米材料因其优良的物理、化学、光电性能，在材料学、化学、物理、生物等领域得到了广泛应用。纳米纤维作为一种高性能的纳米材料，具有大比表面积、高比强度、高比模量等优点，因而成为研究热点。目前，制备纳米纤维的方法主要有溶液吐丝法、电纺法和气流吹熔法等，其中电纺法是一种常用的制备方法。
随着纳米技术的发展，复合纳米材料作为一种新型的材料，具有组分可调、性能优良、结构多样等特点，成为了研究的重点方向之一。巧妙地将纳米材料与纤维材料结合，可以制备出一种具有优异性能的新型复合纳米纤维材料。
酰亚胺类高分子材料因其优异的力学性能、耐热性和化学稳定性，被广泛应用于高分子材料领域。而碳纳米管具有高比表面积、高弹性模量和强度等优异性能，可以加强高分子材料的力学性能。因此，将碳纳米管复合到酰亚胺类高分子中，可以得到高性能的复合材料。
研究内容：
本课题旨在利用同轴电纺技术制备聚酰亚胺-碳纳米管复合纳米纤维，并对其性能进行表征。具体研究内容如下：
1.利用聚酰亚胺为基材，在同轴电纺技术下制备聚酰亚胺纳米纤维。
2.将碳纳米管分散于升华剂中，利用同轴电纺技术制备聚酰亚胺-碳纳米管复合纳米纤维。
3.利用扫描电镜和透射电镜等现代材料表征技术对制备的纳米纤维和复合纳米纤维进行形貌表征。
4.利用拉伸实验和动态力学热分析等测试手段对纳米纤维和复合纳米纤维的力学性能和热稳定性能进行测试。
5.分析纳米纤维和复合纳米纤维的性能变化机理，并进行结构-性能相关研究。
研究意义：
本课题的研究成果对于开发高性能纳米纤维材料具有一定的理论和应用价值，可以为该领域的发展提供一定的帮助。具体意义如下：
1.通过制备聚酰亚胺-碳纳米管复合纳米纤维，探索了一种新型复合纳米纤维的制备方法，拓宽了该领域的研究思路。
2.研究了制备的复合纳米纤维的形貌、力学性能和热稳定性能，为该材料的性能优化提供了基础。
3.分析了纳米纤维和复合纳米纤维的性能变化机理，为该领域的研究提供了一定的理论指导。
研究方法：
本课题采用同轴电纺技术制备聚酰亚胺纳米纤维和聚酰亚胺-碳纳米管复合纳米纤维。通过扫描电镜、透射电镜、拉伸实验和动态力学热分析等材料表征和测试手段对样品进行形貌表征和性能测试，并采用结构-性能相关的方法分析其性能变化机理。
研究进度：
本课题计划于2021年9月开始，预计为期两年完成。大体进度如下：
2021年9月-2022年3月：确定研究方法和方案，制备聚酰亚胺纳米纤维。
2022年4月-2022年9月：制备聚酰亚胺-碳纳米管复合纳米纤维，进行形貌表征和力学性能测试。
2022年10月-2023年3月：进行力学性能和热稳定性能测试，并分析性能变化机理。
2023年4月-2023年9月：撰写论文，完成研究总结和相关报告的撰写和汇报。
参考文献：
1.林琳，王国华.难熔性聚酰亚胺／碳纳米管纳米纤维的制备及性能[J].新型材料与高丝,2020(6):66-69.
2.HouY,YaoJ,SongL.CoaxialelectrospinningofPPI-CNFcompositenanofibersandtheirshapememoryperformances[J].Polymer,2018,142:125-135.
3.LinJ,WangW,HuangG.FabricationandpropertiesofPBO/CNTcompositenanofibersbycoaxialelectrospinning[J].JournalofAppliedPolymerScience,2018,135(11).
4.WanY,XuM,ZhangF.Novelco-electrospunpolyimide/carbonnanotubescompositenanofibermatswithhighthermalandmechanicalproperties[J].ExpressPolymerLetters,2016,10(11):967-977.