PVAMWNTs纳米复合材料的制备及性能研究的开题报告

PVAMWNTs纳米复合材料的制备及性能研究的开题报告一、研究背景和意义随着纳米技术的发展，纳米材料作为一种新型材料越来越受到人们的关注和研究。纳米材料具有特殊的物理、化学和力学性质，可被用于制备新型的高性能、多功能的材料。其中，碳纳米管是一种典型的纳米材料，具有高强度、高导电性、高热稳定性等特点，已广泛应用于电子、能源等领域。然而，碳纳米管的应用有一定的局限性，主要因为其在复合材料中的分散性不佳。因此，寻找一种相容性更好的纳米填料来改善其分散性是非常必要的。近年来，新型的聚合物中存在许多天然的生物材料可以用来制备纳米复合材料，如天然高分子聚乙烯醇(PVA)，其具有良好的分散性和可溶性，能够与碳纳米管相容，并且有一定的力学性能和化学稳定性。因此，本研究将以PVAMWNTs纳米复合材料为主要研究对象，利用氧化剂化和还原剂还原的方法，将PVAM与多壁碳纳米管(MWNTs)制备成具有良好分散性和可溶性的纳米复合材料，并研究其力学性能、热稳定性和导电性能等方面的性能。二、研究内容1.PVAMWNTs纳米复合材料的制备采用氧化剂化和还原剂还原的方法，将PVAM与MWNTs混合制备成具有良好分散性和可溶性的PVAMWNTs纳米复合材料。2.PVAMWNTs纳米复合材料的表征采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱仪(FT-IR)等手段对复合材料进行表征，分析其形貌结构和化学成分。3.PVAMWNTs纳米复合材料的力学性能研究采用万能材料试验机测试PVAMWNTs纳米复合材料的力学性能，包括拉伸、弯曲和压缩等方面的性能研究。4.PVAMWNTs纳米复合材料的热稳定性研究采用热重分析仪(TGA)对PVAMWNTs纳米复合材料的热稳定性进行研究。5.PVAMWNTs纳米复合材料的导电性能研究采用四探针法对PVAMWNTs纳米复合材料的导电性能进行测试，并分析其导电机理。三、研究意义和预期成果1.研究结果可以为制备新型高性能、多功能的纳米复合材料提供一种方法和思路。2.研究将深入探究聚合物与纳米材料协同作用的机理，有助于理解纳米复合材料的形成和性能表现。3.研究结果将为适应未来高新技术的需要，提供一些新的思路和方法，具有实际应用价值。4.本研究的预期成果包括制备出具有良好分散性和可溶性的PVAMWNTs纳米复合材料，并具有较好的力学性能、热稳定性和导电性能。四、研究方法1.实验材料与仪器PVAM、MWNTs、过硫酸铵、还原剂等实验试剂；SEM、TEM、FT-IR等仪器设备。2.实验步骤（1）利用溶剂振荡器将PVAM和MWNTs溶解在含有过硫酸铵的稀硫酸中，并氧化剂化处理。（2）用还原剂还原经氧化剂化后的混合物，制备成PVAMWNTs纳米复合材料。（3）用SEM、TEM、FT-IR等仪器对复合材料进行表征，测试其力学性能、热稳定性和导电性能等性能。五、进度安排第一阶段（1周）：针对相关文献资料进行阅读和收集，了解PVAMWNTs纳米复合材料的制备方法与性能研究现状。第二阶段（2周）：准备所需的实验材料和方法，进行PVAMWNTs纳米复合材料的制备。第三阶段（3周）：采用SEM、TEM、FT-IR等仪器对复合材料进行表征，并测试其力学性能。第四阶段（2周）：采用TGA对复合材料的热稳定性进行研究，并进行导电性能测试。第五阶段（2周）：分析实验结果，完成研究成果撰写。六、参考文献[1]LouYB,WuXQ,ZhouWQ,etal.ProgressinresearchonPVA-basedcompositesfilledwithcarbonnanotube.JInorgMater,2012,27(6):217-223.[2]KangDG,YuanJH,MaYH.Synthesisandcharacterizationofwater-solublePVA-MWNTscomposite.PolymCompos,2006,27:567-573.[3]LiuJ,LiN,LiuY,etal.Polyvinylalcohol/multiwalledcarbonnan