聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备与性能研究的任务书.docx

聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备与性能研究的任务书
任务书
一、课题背景
聚合物层状硅酸盐纳米复合材料是一种新型的纳米复合材料，具有优异的性能，如高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、阻燃性能等。因此，在新材料领域中应用广泛。目前，该类材料的制备方法有很多，但是制备过程中仍然存在一些问题，如复合材料的分散性、稳定性以及材料的基础特性。因此，需要对聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备和性能进行深入研究。
二、研究目的
本次研究的目的是探究聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法和性能，从而为该类材料的合理利用和应用提供可靠依据。具体目标如下：
1.制备优质的聚合物层状硅酸盐纳米复合材料并优化制备工艺；
2.探究复合材料的形貌、结构与性能之间的关系；
3.研究聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的力学性能、耐磨性能及耐高温、耐腐蚀性能等基础特性；
4.探究不同材料添加剂对复合材料性能的影响；
5.为聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的设计和改进提供理论依据。
三、研究内容和方法
1.研究内容
(1)聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法
聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法有很多种，如溶胶-凝胶法、水热法、溶液共混法等，本次研究将尝试采用不同的制备方法，并对制备过程进行优化。
(2)复合材料的微观结构
使用扫描电镜、透射电镜等技术对制备的样品进行形貌和微观结构的观察，并研究不同体系的微观结构。
(3)复合材料的基础性能研究
研究复合材料的力学性能、耐磨性能、高温耐性、耐腐蚀性等基础性能，通过拉伸、压缩、弯曲、摩擦等试验方法对聚合物层状硅酸盐纳米复合材料进行测量和分析，并统计分析测试结果。
(4)添加剂对复合材料性能的影响
探究不同材料添加剂对复合材料性能的影响，比较不同组合的聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的性能差异。
2.研究方法
(1)制备方法：采用溶胶-凝胶法、水热法、溶液共混法等多种方法制备聚合物层状硅酸盐纳米复合材料，并对制备过程进行优化。
(2)复合材料的微观结构：采用扫描电镜、透射电镜等技术对样品进行形貌和微观结构的观察，并研究不同体系的微观结构。
(3)复合材料的基础性能研究：通过拉伸、压缩、弯曲、摩擦等试验方法对聚合物层状硅酸盐纳米复合材料进行测量和分析，并统计分析测试结果。
(4)添加剂对复合材料性能的影响：探究不同材料添加剂对复合材料性能的影响，比较不同组合的聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的性能差异。
四、研究方案
1.制备方法的研究
(1)溶胶-凝胶法的制备研究
将硅酸盐和有机物溶解在溶剂中，再加入适量的酸或碱催化剂，待反应完全时，将反应产物干燥、煅烧即可得到聚合物层状硅酸盐纳米复合材料。
(2)水热法的制备研究
将硅酸盐和有机物混合到水中，加热到一定温度及压力下反应一定时间，即可得到聚合物层状硅酸盐纳米复合材料。
(3)溶液共混法的制备研究
将硅酸盐和聚合物混合到有机溶剂中，超声处理30分钟，待反应完成后进行干燥、煅烧，即可得到聚合物层状硅酸盐纳米复合材料。
2.复合材料的微观结构研究
使用扫描电镜和透射电镜对聚合物层状硅酸盐纳米复合材料进行形貌和微观结构的观察。
3.复合材料的基础性能研究
分别对制备的不同聚合物层状硅酸盐纳米复合材料样品进行拉伸、压缩、弯曲、摩擦等试验，并对测试结果进行数据分析。
4.不同添加剂对复合材料性能的影响
将不同的添加剂添加到聚合物层状硅酸盐纳米复合材料中，制备样品并进行性能测试，比较不同组合的复合材料性能差异。
五、预期结果
通过本次研究，预期可以对聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法和性能进行深入研究，掌握复合材料的优化制备技术，深入研究不同剂量、不同类型等添加剂对复合材料的影响，为该类材料的应用和改进提供理论依据。
六、参考文献
1.王振华,刘传波,倪明松.聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法及应用研究[J].化学试剂,2013,35(9):42-43.
2.王海燕,杜佳,张倩,等.硅酸盐/PVDF层状复合材料的制备及其性能研究[J].无机材料学报,2014,29(7):669-674.
3.王利霞,王丽果,李家治,等.聚合物-硅酸盐层状结构纳米复合材料的研究进展[J].高分子通报,2008,(6):26-33.
4.高强硬聚合物-硅酸盐层状复合材料的制备与性能研究[J].中国材料进展,2012,31(2):55-63.