碳纳米管水性浆料制备与应用研究开题报告

 2022-02-10 22:20:21

1. 研究目的与意义

碳纳米管自 1991 年被日本电镜学家在用电弧法制备c60的过程中首次发现后, 其由于独特的结构及优良的力学、电学和化学等性能, 呈现出广阔的应用前景, 吸引了材料、物理、电子、化学等领域众多科学家的极大关注, 成为国际新材料领域的研究前沿和热点。

目前, 关于碳纳米管的特性和制备方法的研究已取得很大的进展, 重点正在转向其规模化生产和应用领域的研究.碳纳米管具有巨大的长径比,结合其优异的导电性,使其具有超低的导电阈值,是优秀的导电填充材料,尤其在水性功能涂料领域具有重要应用前景。

但碳纳米管结构对涂层最终性能具有巨大影响,针对碳纳米管结构与分散性、稳定性及涂层性能的研究是一项细致繁琐的工作,尚缺乏系统研究。

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2. 研究内容和预期目标

本课题主要的研究内容有:(1)不同结构碳纳米管对分散剂的选择性优化;(2)高浓度碳纳米管水性浆料的制备及分散性评价;(3)碳纳米管抗静电涂料开发。

预期目标:导电性能良好,相溶稳定性良好,流平性良好,附着力良好综合性能良好的涂料配方。

3. 研究的方法与步骤

1.查阅与碳纳米管的水性浆料的相关文献,选出理论可行的实验方案;2.制备碳纳米管分散液;3.选择对浆料各个性能有促进作用的树脂和助剂,并针对不同的树脂和助剂分别设计出不同固含量、CNT%的配方样品;3.制备不同配方的样品,并测试该配方的透光率、表面电阻、固含量、分散稳定性等并记录数据;4.整理数据,找出规律,选出较好性能的配方并进一步完善,直至达到要求。

4. 参考文献

[1]田丰,聂薇,郭乾坤,钟盛文.碳纳米管导电浆料的制备及其对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2电化学性能的影响[J/OL].有色金属科学与工程:1-8[2019-03-22];[2]曹伟, 宋雪梅, 王波,等. 碳纳米管的研究进展[J]. 材料导报, 2007, 21(s1):77-82.[3]杜祥. 碳纳米管的宏量制备及产业化[J]. 中国粉体工业, 2018(2): 1-4.[4]碳纳米管功能涂料的研究进展与展望[J]. 化工新型材料,20218(5): 34-37.[5]王代懿,潘娟.碳纳米管的应用研究[J]. 凯里学院学报,2018.1.1

5. 计划与进度安排

1.2022年2月18日-2022年2月25日:查阅与碳纳米管水性浆料相关资料,熟悉实验仪器和试验步骤;2.2022年2月25-2022年3月18日:制备不同树脂成分及含量的配方体系,并测量固含量,涂膜成品的透光率和表面电阻;3.2022年3月18日-2022年4月18日:整理实验数据,找出一般规律。

测试样品放置一星期之后的分散稳定性和耐磨损性;选出性能较好的配方并微调组分含量提高性能2022年4月18日-2022年5月:反复实验,选出综合性能最好的配方。

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