碳纳米管改性塑料制备与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

碳纳米管作为一种有着优异的力学、电学性能的纳米材料。

在力学性能方面，碳纳米管抗拉强度达到50～200gpa，弹性模量可达1tpa，而且拥有良好的柔韧性与长径比。

而在电学性能方面，电导率通常可达铜的1万倍，因而具有超低的导电阈值。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容有：

（1）碳纳米管研磨分散与功能化；

（2）高浓度母粒配方设计与优化；

3. 研究的方法与步骤

本课题主要采用熔融共混法来制备碳纳米管聚乙烯复合材料，通过碳纳米管和导电炭黑按各种比例机械搅拌分散在PEG或者白油中制备出功能母粒，由高浓度碳纳米管母粒来和聚乙烯通过双螺杆高温熔融后进行挤出造粒，获得改性料。改性料可以通过融化在模具中获得可以测试各项性能的试样条。

（1）制备母粒：称取碳纳米管粉末置于搅拌桶内，加入偶联剂酞酸酯和酒精后搅拌成块，称取基体（PEG或者白油）倒入分散釜里，加入酒精，高速搅拌，溶解均匀后倒入搅拌桶一起搅拌均匀。将此浆料倒入三辊机研磨，依次通过逐渐缩小的四个间隙档位研磨出料后，如足够干燥则放入单螺杆造粒，造完的母粒再放入烘箱烘至酒精完全挥发。（2）制备改性料:将碳纳米管母粒与LLDPE按一定的碳纳米管掺量比例同时加入双螺杆中熔融，然后拉条经过鼓风机到切粒机里切料，造出改性料（3）制备塑料测试模型：将改性料加入注塑机，通过注入模具，得到塑料测试模型，用于测试其力学性能和电学性能。

4. 参考文献

[1]常艺.碳纳米管改性热塑性抗静电复合材料的制备和性能研究[d].合肥工业大学,2017.

[2]赵冬梅,李振伟,刘领弟,张艳红,任德财,李坚.石墨烯/碳纳米管复合材料的制备及应用进展[j].化学学报,2014,72(02):185-200.

[3]郭晓琦,白云起,白青子,温楠,聂宁.碳纳米管性能及应用进展[j].炭素,2018(02):40-44 37.

5. 计划与进度安排

（1）2.18~3.17 查询文献，熟悉课题内容，熟悉三辊机，单螺杆，双螺杆等设备的使用，了解整个课题大概的工艺流程，尝试造出一些改性塑料。

（2）3.18~3.31 制备不同碳纳米管与导电炭黑比例的，以peg为载体的高浓度母粒，及其碳管掺量不同的改性lldpe塑料，对其进行电学性能比较

（3）4.1~4.21 制备不同碳纳米管与导电炭黑比例的，以白油为载体的高浓度母粒，及其碳管掺量不同的改性lldpe塑料，对其进行电学性能比较，并完成对外文的翻译。