學(xué)位論文開題報告：球磨原位法合成熱塑性聚氨酯/石墨烯微片復(fù)合導(dǎo)電材料

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學(xué)院：材料學(xué)院　　　　　　　　　　專業(yè)班級：　08級高分子材料與工程一班

課題名稱 球磨原位法合成熱塑性聚氨酯/石墨烯微片復(fù)合導(dǎo)電材料

1、本課題的的研究目的和意義：
導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料常用的方法是在基體聚合物中填充各種導(dǎo)電填料,導(dǎo)電填料的種類很多,常用的可分為碳系和金屬系兩大類。碳系包括炭黑、石墨和炭纖維等;金屬系主要有鋁、銅、鎳、鐵等金屬粉末、金屬片和金屬纖維。由于炭系材料的成本較低,所以現(xiàn)在研究和應(yīng)用的較多。與其它的填料相比納米石墨薄片由于具有較大的徑厚比(100～300) ,用很少的量就可以達(dá)到好的填充效果,且對高分子材料的基體的加工性能影響也比較小。
因此尋找一種新型導(dǎo)電填料，也就是納米石墨，使復(fù)合后的聚氨酯導(dǎo)
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料具有優(yōu)異的性能因而成為國內(nèi)外研究的重點，但納粒子具有較大的比表面積而團(tuán)聚導(dǎo)致其在聚合物中難以均勻分散，從而限制了其發(fā)展。本實驗研究原位聚合法制備無機納米復(fù)合材料性質(zhì)。

3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
分別利用石墨烯微片和炭黑以球磨法原位合成分別制備了熱塑性聚氨酯復(fù)合導(dǎo)電材料，通過SEM分析、熱學(xué)性能、力學(xué)性能和電性能的測試，分析了石墨烯微片和炭黑在聚氨酯基體中的表面形貌，并分別對石墨烯微片和炭黑制備的聚氨酯進(jìn)行力學(xué)性能和導(dǎo)電性能的比較，以制備出力學(xué)性能和導(dǎo)電性能優(yōu)良的聚氨酯復(fù)合材料。
4、 擬解決的關(guān)鍵問題：
前期工作基礎(chǔ)和存在的困難：前期已制備了聚氨酯/石墨復(fù)合導(dǎo)電材料，有一定的工作基礎(chǔ)，困難是原位法制備熱塑性聚氨酯/石墨烯微片復(fù)合導(dǎo)電材料還需摸索。


5、研究思路、方法和步驟：
原位聚合法是先將無機納米粒子分散在聚合物單體中，然后在一定條件下將單體聚合形成復(fù)合粒子的方法。聚合物單體分子小、粘度低、容易使表面改性后的無機納米粒子均勻分散在復(fù)合材料中，且粒子的納米特性完好無損。原位聚合法只經(jīng)過一次聚合成型，可避免熱加工過程中產(chǎn)生的聚合物降解，從而能保持基體性能的穩(wěn)定。本實驗采用原位本體聚合，原位本體聚合是將無機納米粒子與單體均勻混合后在一定溫度條件下由引發(fā)劑作用引發(fā)(或不加)的直接聚合。
球磨法是將物料進(jìn)行球磨使得粒子分散更均勻，從而影響制品的性能。
秤取適當(dāng)比例聚四氰呋喃、1，4丁二醇，并以適宜溫度將其溶解；再加入一定百分比的石墨烯微片，并混合均勻；加入以上物料等量的乙醇溶液，混合均勻；將以上物料球磨六小時；將球磨后的物料，抽真空除去乙醇溶液；所得物料中加入適量甲苯二異氰酸酯（TDI)，并加入適量催化劑，用電動攪拌器攪拌均勻，然后倒入模具；將模具放置與170攝氏度恒溫箱中，至反應(yīng)結(jié)束。

6、本課題的進(jìn)度安排：
第一階段：嘗試以2.5%、3%的石墨烯含量制備樣品，從中摸索實驗中的各影響因素，從而掌握實驗的各個細(xì)節(jié)，并總結(jié)出合適的實驗方案；
第二階段：以第一階段所總結(jié)的實驗方案制備一系列具有不同含量的石墨烯和不同含量的炭黑的樣品，找出樣品隨石墨烯含量變化的性質(zhì)變化規(guī)律，及石墨烯和炭黑兩種樣品的性能差異，特別是導(dǎo)電性能；
第三階段：在第二階段中找出導(dǎo)電性能有明顯變化的樣品，并以此樣品的石墨烯含量為基準(zhǔn)，制備一系列相同石墨烯含量球磨時間不同的樣品，研究其性能的變化規(guī)律；
第四階段：將所制備的樣品進(jìn)行各種測試，如SEM分析、力學(xué)性能和電性能的測試研究樣品的各種性能，研究該制法的優(yōu)點和不足及可能的改進(jìn)的方案。
第五階段：根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗論文。

7、參考文獻(xiàn)：

1、許鵬學(xué),潘肇琦,杲云.聚氨酯/石墨導(dǎo)電復(fù)合材 ……（未完，全文共3004字，當(dāng)前僅顯示1518字，請閱讀下面提示信息。收藏《學(xué)位論文開題報告：球磨原位法合成熱塑性聚氨酯/石墨烯微片復(fù)合導(dǎo)電材料》）