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氧化石墨烯改性聚乳酸薄膜的研究的开题报告
一、研究背景及意义
聚乳酸（PLA）是一种常见的生物可降解聚合物，被广泛应用于医学、包装、食品、土壤改良剂和生物材料等领域。PLA在生物医学领域具有很大的潜力，因为它能被组织分解和吸收，不会产生对身体有害的副产品。
然而，PLA在一些应用中面临一些问题，比如阻隔性差、力学性能差、水分敏感以及难以生物柿开裂等。为了解决这些问题，许多方法已经被用于改善PLA薄膜的性能，例如添加附加剂、复合材料、掺杂剂等。
氧化石墨烯（GO）是一种新型的碳材料，具有独特的物理、化学和电学性质。GO具有杰出的机械和热稳定性、良好的导电性、高的比表面积等特殊的性质。在过去的几年中，将GO与聚合物复合材料的研究进展得非常迅速，已经在多个领域得到应用。
在本项目中，我们将尝试使用氧化石墨烯作为改性聚乳酸薄膜的添加剂来提高PLA薄膜的性能。我们将尝试通过调整GO的量和分散度，研究其对PLA薄膜力学、阻隔性、热稳定性和生物降解性能的影响。
二、研究方法
1、材料准备
PLA将通过溶液共混法与GO进行复合，复合材料的制备将基于以下步骤：
(1)PLA和GO的预处理：将PLA放置在真空烘箱中，通过干燥去除所有含水物质；将GO放置在超声清洗器中，清洗GO并制备适当的GO溶胶。
(2)PLA和GO的复合：将预处理的PLA溶解在氯仿:甲醇（3:1）中，加入不同浓度的GO溶胶；超声均匀化混合并在恒温下搅拌48小时来制备复合材料。
2、性能测试
(1)厚度和表面形貌测试：使用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）测量复合薄膜的表面形貌与厚度。
(2)力学性能测试：通过执行拉伸测试，研究GO浓度对PLA复合薄膜的力学性能的影响。
(3)阻隔性测试：使用水蒸气渗透仪和氧气透过率测试仪，测量PLA复合薄膜对水蒸气和氧气的阻隔性。
(4)热稳定性测试：通过热重分析（TGA）测试复合膜的热稳定性。
(5)生物降解性测试：通过浸泡实验和微生物活性测试来评估PLA复合薄膜的生物降解性。
三、预期结果
使用氧化石墨烯作为改性剂改善PLA薄膜的性能是一个具有潜力的方向。预计随着GO添加浓度的增加，复合薄膜的机械性能和水蒸气/氧气阻隔性能将会有所提高。然而，过量的GO可能会降低PLA薄膜的生物降解性能和热稳定性。通过改变GO含量/浓度和制备方法，我们将寻求最佳复合条件和最佳性能。