氧化石墨烯复合薄膜热机械性能的研究开题报告

1. 研究目的与意义

目前对于纤维素与氧化石墨烯复合材料的研究已有报道，然而对于氧化石墨烯/纳米纤维素复合材料的热性能研究尚有所欠缺。

希望通过本次研究，能对氧化石墨烯/纳米纤维素复合材料的热机械性能有进一步地了解。

本实验还实现了自然废弃物的高质高效利用。

2. 国内外研究现状分析

目前国内纳米纤维素的研究已有一些，但总体还处于起步阶段；而国际上对纳米纤维素已进行了几十年的系统研究，技术较为成熟。目前，纳米纤维素（ncc）的制备方法主要有机械法、化学法、生物法、溶剂法、静电纺丝法、离子液体溶解法等。

石墨烯是单原子厚度的二维碳原子晶体，被认为是富勒稀、碳纳米管和石墨的基本结构单元。2004年，英国曼彻斯特大学的科学家novoselov和geim发现并成功分离出了能够稳定存在的二维石墨烯晶体，具有高的比表面积（高达2600m2/g）、突出的导热性能、硬度（钻石两倍以上）以及高电荷迁移速度(半导体中最快)等一系列优异特征,掀起了新的研究热点。

目前对于纤维素与氧化石墨烯复合材料的研究已有报道，然而对于氧化石墨烯/纳米纤维素复合材料的热性能研究尚有所欠缺。希望通过本次研究，能对氧化石墨烯/纳米纤维素复合材料的热机械性能有进一步地了解。

3. 研究的基本内容与计划

在本研究中采取化学方法对纤维素进行酸碱交替处理、机械研磨、超声等过程得到纳米纤维素，利用hummer方法进行氧化石墨烯的制备，然后进行复合，制备出纳米纤维素/氧化石墨烯复合薄膜，进而对复合薄膜的热机械性能进行分析。

利用动态热机械分析仪（dma），研究不同氧化石墨烯添加量对复合薄膜的热机械性能的影响，探讨复合薄膜在不同外界频率振动下和一定温度范围内的热力学性能。

动态热力学性能主要是材料在交变应力应变(拉伸、弯曲、压缩等)下的响应，可以准确反应高分子材料的热转变，高聚物内部的分子链运动和结构变化均可用热机械分析（dma）图谱中的储存模量(e')、损耗模量(e'')、损耗因子(tanδ)来表示。

4. 研究创新点

用废弃香蕉树叶制备纤维素，变废为宝；目前关于纳米纤维素/氧化石墨烯复合材料的热机械性能研究较少，通过本次研究可以对其热机械性能有进一步的了解。