石墨烯改性环氧树脂的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

石墨烯是一种平面二维单层的sp2杂化碳原子组成的片层结构，以其优异的力学性能、热学性能和电化学性能等倍受科学界的关注，因此石墨烯被认为具有很广泛的应用前景和潜力，特别是石墨烯由于具有很高的力学性能，如果作为填充材料添加到聚合物基体中可以有效提升聚合物材料的力学性能，从而改变聚合物本身的力学性能不能满足实际需要的状况。如果将石墨烯与高分子材料两者进行复合，将石墨烯均匀分散到树脂基体中，可以发挥石墨烯优异的力学和热学等性能，起到改性高分子基复合材料的功能，制备出力学性能和热学性能优异的高分子复合材料。

环氧树脂（ep）作为常用的树脂基体，具有优异的粘接性能、力学强度、耐热性和介电性等特点，但其固化后含有大量环氧基，交联密度过高，故所得制品呈脆性，并且耐冲击性、导电性和导热性等较差；而石墨烯是世界上最坚硬的物质，并具有优异的导电性和导热性。因此，将石墨烯和ep复配制成复合材料后，石墨烯不仅可以提高环氧树脂的力学性能，改善断裂韧性，而且可以赋予其导热和导电性能，因此研究石墨烯改性环氧树脂复合材料具有重要意义，可以进一步拓宽环氧树脂的应用领域。

据了解,现在科学界对石墨烯/树脂基复合材料的制备和对其增强性能的研究还处于起步阶段,国内外研究者均在寻找生产及制备更优异性能石墨烯和石墨烯/环氧复合材料的方法，石墨烯很容易聚集，加上它疏水的本质，限制了它的应用的范围，有研究发现石墨烯微片（厚度范围为0.34-100nm），可通过机械剥离制得，它的制备比石墨烯更容易，其优异的物理和化学性质为纳米填料的选取提供了很好的参考。同时石墨烯微片表面容易被官能化，与树脂基体相容性好，同时不会像碳纳米管会出现缠结，使得它在处理和分散比较容易，它大大的降低了制备功能复合材料的成本，利用石墨烯微片这种简单易制备且成本低的纳米级填料增强环氧树脂，以提高其各种性能。目前石墨烯填料的分散问题也是一大热门，国内外均有研究表明高速剪切搅拌结合超声处理效果更佳。

2. 研究的基本内容与方案

（一）设计（论文）主要内容:

1．文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势；

2．以石墨烯及其它材料为改性剂，研究石墨烯在环氧树脂中的分散工艺；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第3－5周：研究石墨烯在环氧树脂中的分散工艺。

第6－9周：按照设计方案，制备石墨烯/环氧树脂复合材料。

4. 参考文献（12篇以上）

1.许月,石墨烯微片增强环氧树脂复合材料性能研究[d].北京：北京化工大学.2003.

2.韩韬.石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究[d].北京：北京化工大学.2012.

3.邓晓琴.环氧树脂基复合材料增韧改性研究[d].长沙:中南大学.2007.