生物质基石墨烯环氧树脂复合材料的制备及性能研究的开题报告.docx

生物质基石墨烯环氧树脂复合材料的制备及性能研究的开题报告
一、选题背景
随着气候变化和能源形势的紧迫，生物质作为一种可再生的资源备受关注。生物质作为一种丰富的源头，作为生物质能源的原料，可以被用于生产高附加值的化学品，这为生物质的加工利用提供了新的思路。
石墨烯是近年来研究的热点材料，具有优异的力学性能、导电性能和热稳定性。石墨烯在基板材料中添加可以显著提高其力学性能和导电性能。因此，制备生物质基石墨烯复合材料具有很强的实用价值。
环氧树脂是目前应用最为广泛的无机高分子材料之一，被广泛应用于涂料、胶粘剂、电器材料、复合材料、模具材料等领域。环氧树脂具有优异的耐腐蚀性能、机械性能和绝缘性能，在工业生产和日常生活中扮演着重要的角色。
二、研究内容
1.制备生物质基石墨烯环氧树脂复合材料
本研究将以纤维素为基础原料，结合松香、明胶等获得生物质基材料，然后加入一定比例的石墨烯，通过溶液混合法制备生物质基石墨烯复合材料。之后再采用水热方法、化学还原法或溶胶凝胶法将石墨烯化学还原，使其分散均匀。
随后，在上述生物质基石墨烯复合材料中加入适量的环氧树脂作为基质材料。采用真空吸取方法尽可能去除混合物中的气泡，以提高复合材料的力学性能。
2.性能研究
（1）材料表征
利用扫描电子显微镜（SEM）观察材料表面的形貌，并测定样品的密度、热重分析（TGA）、动态机械分析仪（DMA）等物理化学性质。
（2）力学性能测试
通过单轴拉伸试验、压缩试验等方法测试复合材料的力学性能，比较其与单一组分材料的差异，评价生物质基石墨烯环氧树脂复合材料的强度、刚度和韧性等力学性能。
（3）导电性能测试
采用四探针法测试复合材料的电导率，分析复合材料中石墨烯对导电性能的影响，并与石墨烯与其他基质材料的复合材料进行对比。
三、预期结果和意义
通过制备生物质基石墨烯环氧树脂复合材料，得到了一种绿色、环保、轻质且性能优异的新型复合材料。此外，本研究对生物质资源的利用提供了一种全新的途径，研究成果具有潜在的应用价值，在新能源、新材料等领域具有较高的研究价值和实用性。