柔性胺接枝碳纳米管增强环氧树脂复合材料的研究的任务书.docx

柔性胺接枝碳纳米管增强环氧树脂复合材料的研究的任务书
一、课题背景
随着纳米技术的发展，碳纳米管材料已经成为当前一种备受瞩目的新型材料，具有优异的力学性能、化学稳定性、导电性和热传导性等特点。然而，原始的碳纳米管材料容易发生团聚，从而降低复合材料的力学性能和导电性能。为了克服这种局限性，需要对碳纳米管表面进行化学修饰，以增强其在复合材料中的分散性和界面结合能力。柔性胺是一种经常用于增强复合材料性能的分子，因其含有许多活性基团，能够与碳纳米管表面形成化学键。因此，本研究计划通过将柔性胺接枝到碳纳米管表面，制备出柔性胺接枝碳纳米管增强环氧树脂复合材料，以提高其力学性能和导电性能。
二、研究内容
（1）碳纳米管的表面修饰：利用烷基硫酸钠、酰氨酸和氨基磺酸等化学试剂对碳纳米管表面进行化学修饰，引入含有活性基团的官能团。
（2）柔性胺的接枝：将活性基团与柔性胺分子中的氨基进行反应，实现柔性胺分子的接枝。
（3）复合材料的制备：将接枝后的碳纳米管与环氧树脂进行混合，制备备有不同碳纳米管含量的复合材料。
（4）复合材料性能的测试：测试不同碳纳米管含量的复合材料的力学性能和导电性能，分析柔性胺接枝碳纳米管对环氧树脂复合材料性能的影响。
三、研究意义
本研究通过将柔性胺接枝到碳纳米管表面，制备了柔性胺接枝碳纳米管增强环氧树脂复合材料，具有极高的应用价值。首先，由于柔性胺在接枝后，在复合材料中形成了一种类似于凝胶的结构，这种结构可以提供更好的界面结合能力，从而提高复合材料的力学性能。其次，由于柔性胺分子具有良好的水溶性，可以促进碳纳米管的分散，使其均匀分散在环氧树脂中，提高复合材料的导电性能。最后，柔性胺接枝碳纳米管具有较好的生物相容性，可以应用于医学领域的材料制备。
四、研究方法和技术路线
（1）准备碳纳米管。
（2）表面修饰碳纳米管：将烷基硫酸钠、酰氨酸和氨基磺酸等化学试剂与碳纳米管混合，形成化学键。
（3）柔性胺接枝：将接枝试剂与柔性胺分子中的氨基进行反应，实现柔性胺分子的接枝。
（4）制备复合材料：将接枝后的碳纳米管与环氧树脂进行混合，形成柔性胺接枝碳纳米管增强环氧树脂复合材料。
（5）测试复合材料性能：测试不同碳纳米管含量的复合材料的力学性能和导电性能，评估柔性胺接枝碳纳米管对环氧树脂复合材料性能的改善程度。
五、研究计划
第一年：
（1）学习碳纳米管的制备和表征方法。
（2）对碳纳米管表面进行修饰，引入包含活性基团的官能化合物。
（3）利用柔性胺分子对碳纳米管表面进行接枝，实现柔性胺接枝碳纳米管的制备。
第二年：
（1）制备柔性胺接枝碳纳米管增强环氧树脂复合材料。
（2）测试复合材料的力学性能和导电性能，评估柔性胺接枝碳纳米管增强环氧树脂复合材料的性能改善程度。
第三年：
（1）继续对复合材料进行性能测试和分析。
（2）评估柔性胺接枝碳纳米管增强环氧树脂复合材料在实际应用中的潜力和发展前景。
六、预期成果
（1）制备出柔性胺接枝碳纳米管增强环氧树脂复合材料。
（2）测试复合材料的力学性能和导电性能，评估柔性胺接枝碳纳米管对环氧树脂复合材料性能的影响。
（3）开创柔性胺接枝碳纳米管在复合材料中的应用新思路，推动材料学科的发展。