PVA/TiO2纳米复合材料的研究开题报告

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1. 研究目的与意义

无机纳米氧化物改性有机材料与制备的研究是材料科学研究中的一个十分重要的方向，同时也是一项应用很强的新工艺、新技术开发的重要课题。

当今，随着特种陶瓷材料、无机膜材料和纳米材料的发展，对纳米无机物改性有机物而制备材料的性能方面有更高的要求。聚乙烯醇(pva)是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，但pva本身强度不够，耐水性差、熔融加工困难和热稳定性低等使其在很多方面的应用受到限制。本课题拟通过添加纳米tio2粒子对pva进行杂化改性，以提高pva的耐热、耐水及机械性能等物理性能。

因为今年国外多有对无机纳米粒子改性有机物的实验研究，所以此法是对这个领域的最新研究，期望开发出性能优异的新型合成材料。另外，聚乙烯醇的化学特点决定其用途方面肯定有所限制，故此在材料研发方面出现了用无机纳米粒子对聚乙烯醇进行改性，其中用纳米氧化钛作为改性剂的方法在国内处于稳定发展研究阶段。本实验采用乙醇和四氯化钛按照1:3的比例进行搅拌混合，烘干后将成品球磨后和聚乙烯醇水溶液进行机械搅拌而的产物。若果改性后的产物的物理、化学性能有了极大的改观，耐热性能、热稳定性、耐腐蚀性、强度好等方面有了很大的改观，那么将会为材料的发展及生产以及应用到生产生活实践中去做出重要的贡献。

2. 国内外研究现状分析

从科技发展史来看，新技术的发展往往需要新材料的支持。如果没有1970年制成的使光强度几乎不衰减的光导纤维，可能不会有现代的光通信；如果没有高纯度大直径的硅单晶，很难想象集成电路、先进的计算机及通信设备的高速发展。纳米材料是受纳米尺度控制、具有新特性和行为的纳米尺度材料。其中用无机纳米颗粒作为改性有机物的重要方向，越来越得到重视并不断发展。国内外很多研究机构都公布了其研究成果，证明改性后的材料很多应用前景广泛，例如纳米无机物改性聚乙烯醇涂布液在国内已得到较为广泛的生产应用，另外多有国外对纳米氧化锌对聚乙烯醇和聚偏氟乙烯的改性的报道。从文献计量的角度来看，纳米技术涉及的研究领域达87个之多。从世界范围来看，纳米科学和技术在各国（地区）政府的大力支持、各界的努力研究开发下不断得到发展，将有许多纳米新材料、新特性和新应用不断发现，纳米科技／材料的发展已展现了诱人的前景。如上所述，纳米技术／材料涉及的研究领域和对科技经济及社会的影响很广，其未来发展方向涉及多个方面，本文在此重点表明纳米材料的未来发展趋势。

●纳米材料及其性能向着更加优质的方向发展，从而将有更多性能优越价格低廉的纳米粉末、纳米粒子和纳米复合材料得到更加广泛的应用。如纳米粒子可以被用于创造新的光学薄膜和创造具有光、磁特性的新功能材料。磁性纳米粒子和量子点将可用于生产10倍于目前芯片存储容量、数百千兆赫速度的超小光盘驱动器。

●在纳米材料与加工方面，将通过控制纳米晶体、纳米薄膜、纳米粒子和碳纳米管等创造新的功能结构材料；开发超轻、超强结构材料；开发长寿命材料、支撑能量转换的材料和具有新功能的电子材料；了解涉及材料变形和断裂的纳米工艺，利用仿制技术有序排列纳米粒子合成纳米材料；

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

一、不同搅拌时间下四氯化钛和乙醇反应的纳米氧化钛产物

二、不同烘干时间对纳米氧化钛粒径大小的影响

4. 研究创新点

这是一个全新的课题，实际应用前景广阔，一旦研制出纳米尤其是纳米尺度的粒度更细、分布均匀、分散性好、表面特性优越的纳米氧化钛颗粒，完善成熟操作条件及研究方法，将会对包括聚乙烯醇在内的众多有机物的改性有重要影响，就会使我国在这一领域处于国际领先地位。