树脂基耐温耐磨复合材料的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

树脂基纳米复合材料区别于传统意义上的纤维增强复合材料，其特点在于先使用粒径在100nm范围以内的分散相对树脂体系进行改性，这种纳米级别的分散相通常具有优异的热力学、电学、光学等方面的性能，因此在使用这类纳米级别微粒对树脂体系改性之后，通过“纳米效应”,在纳米尺寸上与树脂产生相互作用，通过这种作用可以增强树脂基材料的强度和刚度，通常情况下，选用的纳米级别微粒又具有电学、光学等其它的性能，因此，改性的树脂体系，又会增加之前所不具备的新的性能。基于以上优点，树脂基纳米复合材料，表现出强大的竞争优势，其应用前景不可限量。

在各种树脂中,环氧树脂是一类常用的热固性树脂,且广泛应用于聚合物基复合材料中。环氧树脂具有优异的粘接性能、耐磨蚀性、力学性能、化学稳定性、电器绝缘性，以及收缩率低、易加工成型、较好的应力传递和成本低廉等优点以其为基体的复合材料已广泛应用于航空航天、电子电气等领域。但是，环氧树脂本身具有三维立体结构，分子链间缺少滑动，c－c键、c－h键键能较小，具有较高的表面能，带有一些羟基等结构特点，使得其内应力较大、性脆、高温下易降解、易受水影响等缺点。除此之外，未改性环氧树脂固化物一般都很脆，抗剥离、抗开裂、抗冲击等能力差，对极性材料粘接力小、毒害刺激性强。因此，为了使其适应更高的要求，对环氧树脂进行改性，以提高其在韧性、热稳定性、电性能及耐磨性等方面的性能。

石墨烯是目前已知强度最高的材料，只有单原子层厚度的石墨烯具有许多优异的性能，它的出现在21世纪初期的科学界掀起了一股研究的热潮。其中，以石墨烯作为增强体制备石墨烯树脂纳米复合材料是十分引人注目的研究焦点之一，因为石墨烯的引入赋予了树脂基复合材料以出色的力学、热学性能以及光学、电学等功能性。但是想要将石墨烯大量制备以获得广泛应用以当下的技术条件还远远达不到，因此，我们将目光转移到了另一种碳家族材料-氧化石墨。氧化石墨只需在水或溶剂中经过简单的超声处理便能轻易地剥离出更接近于石墨烯的单层碳材料-氧化石墨烯。而氧化石墨只需对常见材料石墨进行氧化，所以制备方法简单，成本低廉，并且已应用很久。氧化石墨烯的结构与石墨烯相似,只是在二维基面上和边缘处连有一些含氧官能团。氧化石墨烯通常由氧化石墨来制备。石墨可以看作由石墨烯在空间堆叠而成,那么氧化石墨烯堆叠起来则成为氧化石墨。氧化石墨是一种石墨插层复合材料,它以天然鳞片石墨为原料,用插层剂和强氧化剂来制备。目前氧化石墨的制备方法主要有brodie法、staudenmaier法和hummersoffeman价法,此外还有电化学氧化法等制备方法.目前制备氧化石墨所采用的方法中,hummers法是最普遍的制备方法。氧化石墨烯表面含有丰富的含氧官能团，而且作为碳族的衍生物，氧化石墨烯继承了石墨摩擦系数性能小的优点，不仅如此，氧化石墨烯还具有优异的物理性能。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

（1）制备氧化石墨烯和纳米聚酰亚胺微球；

（2）用制备的氧化石墨烯和聚酰亚胺纳米微球为原料制备耐磨耐热环氧树脂基复合材料；

3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料，明确研究内容,确定方案，完成开题报告。第4-5周:了解学习氧化石墨烯,纳米聚酰亚胺微球的制备方法。第6-11周:制备氧化石墨烯，聚酰亚胺微球改性的环氧树脂材料，并对其配比进行研究，对其性能进行测试。第12-14周:完成并修改毕业论文。第15周:准备论文答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]陈祥宝．树脂基复合材料制备新技术[m]．北京：化学工业出版社，2003.

[2]张玉龙.高技术复合材料制备手册[m].北京:国防工业出版社,2003.

[2]汤佩钊.复合材料及其应用技术[m].重庆大学出版社，1998.