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嵌段聚合物的合成及其与CNTs复合材料的研究的任务书
任务书
一、前言
现如今，聚合物复合材料在各个领域中有着广泛的应用，其中嵌段聚合物是组成聚合物复合材料的一种重要组成部分。嵌段聚合物不仅具有优异的力学性能和热性能，还能通过控制其结构和组成来实现对复合材料的物理和化学特性的调控。而碳纳米管（CNTs）是一种非常有前途的新型纳米材料，具有优异的力学性能、导电性能和热导性能等特点，与嵌段聚合物的复合将具有广阔的应用前景。
二、研究目的
本研究的目的是通过合成不同结构的嵌段聚合物，并将其与CNTs复合，研究其在复合材料中的相互作用和性能变化，为开发高性能聚合物复合材料提供基础和参考。
三、研究内容
1.嵌段聚合物的合成
本研究将通过同步合成和迭代合成的方法，合成具有不同结构的嵌段聚合物材料。其中，同步合成能够实现多个单体之间的共聚，可以实现对分子结构和组成的精确控制；迭代合成则可以实现对分子结构的逐步调整，得到多种结构的高分子材料。同时，为了调控和优化嵌段聚合物的结构，还将利用不同的合成条件（如温度、催化剂等）进行探究。
2.CNTs的制备和表征
首先选取一种较为理想的制备方法获得一定质量的CNTs.然后对其采用如SEM,TEM等显微分析手段。了解CNTs的形貌、尺寸、微观结构以及确定CNTs的纯度和表面性质等特性。
3.嵌段聚合物/CNTs复合材料的制备
本研究将采用溶液法将已合成的嵌段聚合物与CNTs进行复合。在复合过程中，通过调节溶液浓度、温度和混合时间等参数，控制复合材料中CNTs的分散度和均匀性。
4.合成材料的组成分析
通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振光谱等分析手段，对嵌段聚合物/CNTs复合材料进行组成分析，验证复合材料中嵌段聚合物和CNTs的含量和存在状态。
5.复合材料的性能测试
本研究将对复合材料的力学性能、导电性能、热性能等方面进行测试。其中，力学性能测试包括拉伸强度、断裂伸长率等指标；导电性能测试则采用四探针法进行测试；热性能测试则主要通过热重分析和热导率测试等手段进行。
四、预期成果
1.合成得到结构规整、组成精确的嵌段聚合物材料；
2.成功制备纯净高质量的CNTs并进行形貌、尺寸、微观结构表征。
3.研究复合材料的组成和性能变化规律，得到不同结构和含量的CNTs对嵌段聚合物性能的影响规律。
4.实现嵌段聚合物/CNTs复合材料的高度分散和均匀性，取得较优异的复合材料力学性能、导电性能和热性能。
五、研究难点
1.如何精确控制和调整嵌段聚合物的结构和组成；
2.如何制备出高质量、纯净的CNTs巨量材料；
3.如何实现在溶液体系中CNTs的高度分散和均匀性；
4.如何解析嵌段聚合物与CNTs之间的相互作用机制和性能变化规律。
六、研究意义
本研究的意义在于构建嵌段聚合物/CNTs复合材料，结合不同的应用场景实现聚合物复合材料的性能优化。同时，能够为嵌段聚合物和CNTs之间的相互作用机制和表征提供参考，为新型聚合物复合材料的研究提供技术和理论基础。