木材纤维/交联聚苯乙烯复合材料的制备及其性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

固体绝缘材料被广泛的应用在各种电气真空器件及大型真空设备中，如：大功率微波器件、高功率 x 射线源、粒子加速器、脉冲绝缘堆等。以固体绝缘材料为主体的绝缘部件作为上述器件或设备上的关键性部件，其机械性能和电气绝缘性能对整个装置的稳定运行起着关键的作用。

交联聚苯乙烯块体材料是一种综合性能优异的高频低介电材料, 在高频微波通讯、电子工程、国防军工等方面具有巨大的潜在应用。例如,可用于微波通讯,微波电路、雷达天线、同轴电缆连接器、摄影传感器、电视卫星接收锅盖、声纳透镜、非破坏材料测试设备、监视设备、雷达视窗、天线屏蔽器、导弹制导系统等,还可用于高空飞机地面测绘系统的雷达透镜。因此,开发出大尺寸的这种材料,研究其合成工艺、结构与性能间的关系具有重要的意义。然而,截至目前,国内外关于交联聚苯乙烯的合成方法的研究报道大多集中于悬浮聚合、乳液聚合、分散聚合等方法,其产物多为大孔、微孔的粒子,薄膜及水凝胶等,对于块体的交联聚苯乙烯却鲜有报道。这主要可能是因为体系在聚合反应过程中放出大量的热,难以控制其反应速度。本课题探索采用自由基交联共聚合的方法制备出质轻透明的交联聚苯乙烯块体材料。通过程序控制升温的方法来控制反应速度,有效地解决了体系反应放热的问题。随后研究了体系的微观结构变化对于材料的宏观性能的影响,并以交联聚苯乙烯为基体材料,制备了木材纤维增强复合材料。

木材一直是建筑、家居、交通工具、航天等领域重要的原材料，是人类应用最广泛的材料之一，并且具有可再生性、质轻、环境友好等特性，被视为天然的生态环境材料。本课题采用木材纤维对交联聚苯乙烯进行改性制备出复合材料，探究木材纤维以及界面相互作用对材料性能的影响，并研究最佳性能工艺参数。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备：本实验首先采用自由基交联共聚合法制备出具有一定粘度的交联聚苯乙烯预聚体,随后通过程序升温方式控制后期固化过程,得到交联聚苯乙烯块体材料。

材料表征：本实验对交联聚苯乙烯块体材料及其木材纤维增强复合材料的性能研究主要集中于交联剂用量等因素对其力学性能、热稳定性及介电性能的影响。因此对材料的性能表征也从这三个指标进行。采用ft-ir、tg-dsc、dma以及电子万能试验机对材料结构与性能进行测试。

3. 研究计划与安排

第1-2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：按照设计方案，制备木材纤维/交联聚苯乙烯复合材料。

第6－12周：采用ft-ir、dma以及电子万能试验机对材料结构与性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] zhumingwei, songjianwei, litian, gongamy, wangyanbin, daijiaqi, yaoyonggang, luo wei, henderson doug, hu liangbing. highlyanisotropic, highlytransparentwoodcomposites[j]. advancedmaterials,2016, 28(26):5181-5187.

[2] liyuanyuan, vasilevaelena, sychugovilya, popovsergei, berglundlars. opticallytransparentwood: recentprogress, opportunities, andchallenges[j]. advancedopticalmaterials, 2018, 6(14):1800059.

[3] wujiamin, wuyan, yangfeng, tangcaiyun, huangqiongtao, zhangjilei. impactofdelignicationonmorphological, opticalandmechanicalpropertiesoftransparentwood[j]. compositesparta: appliedscienceandmanufacturing, 2019, 117:324-331.