CNFs/CNTs增强聚丙烯材料的制备开题报告

全文总字数：2330字

1. 研究目的与意义

几年来，纳米技术已经成为国际上公认的一项高新技术，作为一种新兴的性能优异的材料，应用前景相当可观。国家十三五规划中指出纳米材料属于前沿新材料，应重点加强纳米科技的研究。在包装工业领域，对纳米包装材料的研究也受到了极大的注意，欧美等国家都投入了大量精力进行研究和开发，并已取得了令人瞩目的成果。

一方面，由于聚丙烯具有很多优点，尤其以工作温度高和易回收利用为突出特点，在包装工业、汽车工业和食品工业等应用领域具有很大的发展潜力。因此，近年来，聚丙烯发泡材料已经吸引了众多研究者的目光。

另一方面，在能源与环境问题日益突出的今天，纤维素作为自然界中储量最丰富的天然高分子，因其加工适应性好，成本低，化学稳定性好，成为取之不尽用之不竭的环境友好型天然可再生资源。

2. 国内外研究现状分析

avndrzej k等对木粉(30%) 填充的pp（熔体流动指数10.5）材料的注射成型发泡进行了报道，研究了包括发泡剂种类对泡孔直径和其多分散性的影响、发泡对制品表面粗糙度的影响以及不同熔体指数pp的影响等。从发泡剂的选用来看，放热型发泡剂体系具有最小的泡孔尺寸和气泡间距，并且泡孔尺寸具有最低的多分散性。

takashi nakayama等通过对pp 纳米粘土复合体系的发泡研究发现，当纯pp（0.2%马来酸酐改性）或含有2%粘土体系进行发泡时，泡孔会随发泡温度的增加而增大，而当粘土的含量达到4%或7.5%后，发泡温度的变化对泡孔尺寸不会产生影响，材料的tem照片显示，粘土微纤在泡壁中垂直于径向排列，这导致了泡壁的拉伸变硬，提高了熔体对气体的包裹力，相当于增加了体系的熔体强度。此外，粘土的加入还可以作为异相的发泡成核剂，提高泡孔的密度。

p.rachtanapun等则对不同熔体指数的hdpe与pp共混体系的发泡性能进行了研究，同样采用先将样品条制备好并用co₂饱和，然后在不同的条件下进行发泡的方法。dsc分析显示，hdpe的加入，会降低体系中两组分的结晶度，导致体系熔点的降低。

3. 研究的基本内容与计划

（1）将餐巾纸通过酸碱以及机械处理相结合的方法制备纳米纤维素，通过傅里叶红外分析仪分析再化学物理处理过程纤维素的成分的变化和形态变化。

（2）以制备的纤维素纳米纤维水悬浮液为原料，将其与pp、交联剂及引发剂在挤出机中熔融共混，挤出发泡，制备纳米纤维素发泡聚丙烯轻型复合材料。通过拉伸试验、透光试验和热机械试验来测试纳米纤维素发泡聚丙烯轻型复合材料的相关性能。

（3）分析研究纤维素纳米纤维制备过程中所用的机械处理方法和工艺对制备的纳米纤维素发泡聚丙烯轻型复合材料性能的影响。

4. 研究创新点

（1）以废弃餐巾纸为原料制备纳米纤维素，来源丰富，价格低廉，绿色环保。

（2）采用化学预处理与研磨结合的方法制备出尺寸、形态、纤丝分布均一性能优越的纳米纤维素。

（3）将纳米纤维素膜与发泡pp在挤出机中熔融共混，制备出性能优异的纳米纤维素发泡聚丙烯轻型复合材料。国内学者还没有做过类似的研究，具有一定前沿性。