石墨烯、碳纳米管增强聚酰胺6复合纤维的制备及性能的任务书.docx

石墨烯、碳纳米管增强聚酰胺6复合纤维的制备及性能的任务书
任务书
一、课题背景
随着经济和科技的不断发展，纳米材料已经成为最具前途和潜力的材料之一。纳米材料具有许多优异的性能，如高强度、高韧性、高导电、高导热、高化学稳定性等，因此被广泛应用于材料、能源、电子等领域。石墨烯和碳纳米管是目前世界上最受关注的纳米材料之一，具有很大的应用潜力。石墨烯和碳纳米管的加入可以有效地提高聚合物材料的性能，改善其力学性能、导电性能、导热性能、抗老化性能等。
由于聚酰胺6具有良好的力学性能、热稳定性、化学稳定性等特性，被广泛应用于纺织、汽车、电气设备等领域。因此，将石墨烯和碳纳米管加入聚酰胺6中可以制备出具有优异性能的复合材料。本课题拟通过研究石墨烯和碳纳米管增强聚酰胺6的制备及性能，探索纳米材料在聚合物材料中的应用，为聚合物材料的研究提供新思路和新方法。
二、研究内容
1.聚酰胺6材料的制备。通过聚酰胺6的加热、干燥等工艺制备出纯净的聚酰胺6材料。
2.石墨烯和碳纳米管的制备。石墨烯和碳纳米管可以通过化学气相沉积法、电弧放电法等方法制备得到。
3.石墨烯和碳纳米管增强聚酰胺6的制备。将石墨烯和碳纳米管分别加入聚酰胺6中，采用熔融混合法、溶液共混法等方法将其与聚酰胺6进行物理和化学交联，制备出石墨烯和碳纳米管增强聚酰胺6的复合材料。
4.复合材料的性能测试。对制备出的复合材料进行力学性能测试、热稳定性测试、导电性能测试、导热性能测试、抗老化性能测试等，探究石墨烯和碳纳米管对聚酰胺6材料性能的影响。
5.对研究结果的分析与总结。对石墨烯和碳纳米管增强聚酰胺6复合材料的制备工艺、性能特点进行分析和总结，为其在实际应用中提供理论基础和实践指导。
三、研究计划
1.前期准备阶段（2个月）：了解聚合物复合材料的研究现状和发展趋势，深入了解石墨烯和碳纳米管的特性和制备方法，搜集相关文献和资料，明确研究方向和目标。
2.材料制备阶段（6个月）：根据研究方向和目标，对聚酰胺6材料、石墨烯和碳纳米管进行制备和检测，优化制备工艺和方法。
3.复合材料制备阶段（6个月）：基于前期的材料制备工作，采用熔融混合法、溶液共混法等方法制备出石墨烯和碳纳米管增强聚酰胺6复合材料。
4.性能测试阶段（6个月）：对制备好的复合材料进行力学性能测试、热稳定性测试、导电性能测试、导热性能测试、抗老化性能测试等，探究石墨烯和碳纳米管对聚酰胺6材料性能的影响。
5.研究报告撰写阶段（2个月）：根据实验数据和结果，撰写研究报告，对研究成果进行总结和分析。
四、预期成果
1.成功制备出石墨烯和碳纳米管增强聚酰胺6复合材料，对其性质进行定量描述和表征，并探究石墨烯和碳纳米管对聚酰胺6材料性能的影响。
2.通过对复合材料的分析和测试，明确复合材料的力学、热稳定、导热、导电等性能特点，为其在实际应用中提供理论基础和实践指导。
3.形成一篇具有闭环性和完整性的研究报告，深入探究石墨烯和碳纳米管在聚酰胺6复合材料中增强效应和作用机理，提供新思路和新方法。
五、参考文献
1.Li-HongLiu,HuLuan,Xiang-CongZhang,Guo-HuaHu:Synthesisandcharacterizationofmulti-walledcarbonnanotubesreinforcedpolyamide6composites.JournalofWuhanUniversityofTechnology-Mater.Sci.Ed.(2007)22(1):68-72.
2.BinGao,YunfengLu,ChunpingYang,XiaohuDai,ChunjiangJia:Graphene/polyamide6electrospuncompositefibers:facilepreparation,improvedcrystallization,andenhancedmechanicalproperties.ACSAppl.Mater.Interfaces(2011)3(3):918-925.
3.MishraAK,MishraRK,SinghU,KunzruD,KumarA:Reinforcementofpolyamide-6withcarbonnanotubes:mechanical,electricalandthermalproperties.CompositesScienceandTechnology(2009)69(3-4):538-543.