高纯螺旋碳纳米管及其聚乳酸复合材料制备与表征的开题报告.docx

高纯螺旋碳纳米管及其聚乳酸复合材料制备与表征的开题报告
一、选题背景
随着工业化、城市化的不断深入，环境污染问题逐渐突显，传统材料不能完全满足高强度材料的需求。碳纳米管（CarbonNanotubes，CNTs）具有很多独特的性质，如高比强度、高比表面积、电磁性等，是一种非常有前途的新型纳米材料。同时，线性聚乳酸（PolyLacticAcid，PLA）具有良好的生物可降解性、生物相容性和可溶性，是一种理想的生物医用材料。
因此，研究高纯螺旋碳纳米管及其聚乳酸复合材料制备与表征，对于探究其性能及应用具有重要的意义。
二、研究内容及意义
1.研究高纯螺旋碳纳米管的合成及纯化方法。针对碳纳米管通常存在的杂质、管子数过多和非常规多层管等问题，研究新的纯化方法以获得高纯度的螺旋碳纳米管。
2.研究高纯螺旋碳纳米管与聚乳酸的复合。探索制备高性能的含螺旋碳纳米管的聚乳酸复合材料。通过优化工艺参数，寻找最佳比例及复合方式，以提高复合材料的力学性能。
3.对复合材料进行表征分析。采用多种手段对复合材料进行表征，包括热重分析、红外光谱、电子显微镜等。分析复合材料的微观结构、热稳定性、光学性质等性能，为下一步的应用和推广提供参考。
三、研究方法及进度安排
1.高纯螺旋碳纳米管的制备。采用化学气相沉积法制备碳纳米管，然后采用超声波分散和离心分离等方法提取纯净的螺旋碳纳米管。
2.聚乳酸复合材料的制备。将高纯度的螺旋碳纳米管与PLA共混，利用熔融共混方法制备复合材料。
3.表征分析。采用热重分析仪、红外光谱仪、电子显微镜等测试仪器对复合材料进行表征分析。
本研究计划于2021年开展，预计在半年内完成高纯度螺旋碳纳米管的制备及PLA复合材料的制备。在制备复合材料后，进行表征分析，并对其性能进行评估。最终目的是探索制备螺旋碳纳米管及其聚乳酸复合材料的最佳方法以及其性能，为相关领域的应用奠定基础。
四、预期成果
本研究预计取得以下成果：
1.成功制备高纯度的螺旋碳纳米管并进行了表征。
2.成功制备具有良好力学性能的PLA复合材料。
3.对复合材料的性能进行了全面分析和评估。为后续应用提供了参考。
4.在相关领域发表相关研究论文。
五、参考文献
1.张立军，蒋三清.聚乳酸/碳纳米管复合材料制备与性能研究[J].化工新型材料,2014,42(3):122-125.
2.MOKAMEHDAVYYAZDAN，EATONRAC，WATKINSJRM.PreparationandcharacterizationofelectrospunPLA/MWNTnanocompositefiber[J].ColloidsSurfAPhysicochemEngAsp,2013,429:38-51.
3.邢海岚，李萍官，罗利亚，等.热致变形法制备聚乳酸/碳纳米管复合材料[J].高分子材料科学与工程,2016,32(7):98-104.