石墨烯/ABS复合材料的研究开题报告

 2021-08-08 02:08

全文总字数:1144字

1. 研究目的与意义

石墨烯是一种从石墨材料中剥离出来的单层碳原子面材料, 是碳的二维结构。

这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.335纳米,把20万片薄膜叠加到一起,也只有一根头发丝那么厚。

石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点。

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2. 国内外研究现状分析

石墨烯是2004年由曼彻斯特大学Kostya Novoselvo和Andre Geim小组发现的,他们使用的是一种被成为机械微应力技术的简单方法。正是这种简单的方法制备出来的简单物质---石墨烯推翻了科学界的一个长久以来的错误认识---热力学涨落不允许任何二维晶体在有限的温度下存在。现在石墨烯这种二维晶体不仅可以在室温存在,而且十分稳定的存在于通常的环境下。 目前对石墨烯的研究可分为两大方向:理论基础研究和应用方面的研究。在基础研究方面有些报道称的稳定存在可以归因于微结构中的结构起伏,但这种认识仍旧缺乏证据。而使石墨烯有可能被应用到下一代晶体管的特性---量子霍尔效应已经被Kim小组证实。还有些研究集中于石墨烯的鉴别研究上,在这方面主要有直观的AFM研究和无损伤的拉曼光谱研究,还有一种方法就是利用理论研究中非传统的量子霍尔效应,从而区分单层石墨烯和少数层的石墨烯。,但这种方法不是可行和有效率的方法。另有一种可行方法就是所谓的肉眼观察法鉴定石墨烯层,但这种方法又因为实验室条件不同而难以定量的从颜色上区分确定石墨烯,只能凭借有经验的试验者。 北京时间10月5日下午5点45分,2010年诺贝尔物理学奖揭晓,英国曼彻斯特大学两位科学家Andre Geim和Kostya Novoselvo因在二维空间材料石墨烯方面的突破性实验而获奖。

ABS树脂是一种通用塑料,价格便宜,但石墨烯/ABS复合材料的研究目前在国内尚属空白。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:ABS树脂 5%DOP (对照组)、ABS树脂 1%石墨烯 5%DOP、 ABS树脂 2%石墨烯 5%DOP、ABS树脂 3%石墨烯 5%DOP、ABS树脂 4%石墨烯 5%DOP 、ABS树脂 1%石墨烯 5%CPE、ABS树脂 1%石墨烯 5%PEG 以上七组实验进行挤塑,切粒,注塑成样条后进行拉伸、弯曲、冲击、红外等性能测试实验。

对比分析不同改性剂及其用量对复合材料力学性能的影响。

4. 研究创新点

本实验的特色在于在常规的对照组及1%~4%石墨烯的基础上,创新地添加了ABS树脂 1%石墨烯 5%CPE和ABS树脂 1%石墨烯 5%PEG两组用来探究ABS树脂 1%石墨烯在添加不同材料之后性能方面的差异。

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