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氧化石墨烯改性水性聚氨酯的制备及在包装涂料中的应用的开题报告
一、研究背景与意义
水性聚氨酯是一种高分子材料，因其环保、耐磨、耐用、耐候性好等优异特性，被广泛应用于包装涂料等领域。然而，由于聚氨酯本身具有不良的耐水性和耐光性，因此需要进行改性以提高其性能。目前，常用的改性方法包括添加填料、改变聚酯段/聚醚段比例等。而氧化石墨烯（grapheneoxide，简称GO）因其大表面积、优异的导电、导热性能以及良好的机械和化学稳定性等特点，被广泛应用于材料改性领域。
因此，对氧化石墨烯改性水性聚氨酯进行研究，不仅可以提高聚氨酯的性能，还可以扩展其应用领域，对于实现资源的可持续利用，保护环境具有重要的意义。
二、研究内容及方法
1.研究内容
本研究将采用氧化石墨烯改性水性聚氨酯制备新型包装涂料。主要研究内容包括以下几个方面：
（1）合成氧化石墨烯
采用Hummers法合成氧化石墨烯，考察影响氧化石墨烯质量的关键因素。
（2）制备氧化石墨烯改性水性聚氨酯
将合成的氧化石墨烯添加到水性聚氨酯中，制备氧化石墨烯改性水性聚氨酯。考察氧化石墨烯质量、添加量等因素对改性效果的影响。
（3）评估氧化石墨烯改性水性聚氨酯的性能
评估氧化石墨烯改性水性聚氨酯的力学性能、热稳定性、耐水性、耐光性等性能，考察其在包装涂料中的应用性能。
2.研究方法
（1）合成氧化石墨烯
采用Hummers法合成氧化石墨烯，通过对反应过程中的温度、时间、酸浓度等因素进行调控，探究影响氧化石墨烯质量的关键因素。
（2）制备氧化石墨烯改性水性聚氨酯
将氧化石墨烯分散于水溶性聚氨酯中，通过超声辅助分散和机械剪切等方法，实现氧化石墨烯与聚氨酯的均匀分散。采用旋转蒸发法制备改性水性聚氨酯，并通过红外光谱、热重分析等手段，对其结构和性能进行表征。
（3）评估氧化石墨烯改性水性聚氨酯的性能
测定氧化石墨烯改性水性聚氨酯的力学性能、热稳定性、耐水性、耐光性等性能，并对其在包装涂料中的应用性能进行评估。
三、预期研究结果及意义
1.预期研究结果
通过合成氧化石墨烯和制备氧化石墨烯改性水性聚氨酯的实验研究，预计可以得到以下结果：
（1）成功合成氧化石墨烯，并探究了影响其质量的关键因素；
（2）成功制备了氧化石墨烯改性水性聚氨酯，并考察了氧化石墨烯质量、添加量等因素对改性效果的影响；
（3）评估了氧化石墨烯改性水性聚氨酯的力学性能、热稳定性、耐水性、耐光性等性能，探究了其在包装涂料中的应用性能。
2.研究意义
本研究的主要意义在于：
（1）提升水性聚氨酯的性能：将氧化石墨烯引入水性聚氨酯中，可以提高其力学性能、热稳定性、耐水性、耐光性等性能，提高其应用价值。
（2）推动可持续发展：水性聚氨酯是一种环保材料，氧化石墨烯的加入可以进一步提高其环保性和可持续性，促进材料可持续发展。
（3）拓展应用领域：氧化石墨烯改性水性聚氨酯具有优异的性能，可以广泛应用于包装涂料、电子材料、食品包装等领域，为相关行业提供有力支持和推动。