氧化石墨烯/不饱和聚酯树脂复合材料的制备及结构性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究目的：（1）考察氧化石墨烯在二元醇中的溶解性质；（2）通过原位聚合的方式，利用氧化石墨烯/二元醇溶液、二元酸等，制备出氧化石墨烯/不饱和聚酯纳米复合材料；（3）研究该复合材料的结构性能关系。

研究意义：本课题可为氧化石墨烯纳米复合材料的构建奠定一定的理论和实验基础，还将拓宽不饱和聚酯树脂的应用范围，使得其可应用于一些高附加值的领域。

2. 国内外研究现状分析

不饱和聚酯（unsaturated polyester, upe）树脂是由不饱和二元酸（如马来酸酐）、饱和二元酸和二元醇经缩聚而成。由于upe分子链中含有不饱和双键，因此可以和含有双键的单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等发生共聚反应生成三维立体结构，形成不溶不熔的热固性聚合物。不饱和聚酯树脂具有良好的力学性能、热性能和耐化学性能，是复合增强材料中使用量最多的一种树脂，主要应用于建筑、汽车、船舶、日用品和常用设备等领域。然而，由于其性能与其它树脂（如环氧树脂）相比存在不足，使得其应用大多限制在附加值较低的领域[1]。因此，研发出具有高性能的upe复合材料，符合不饱和聚酯树脂的发展趋势，意义十分重大。

石墨烯(graphenes, gs)是拥有sp²杂化轨道的二维碳原子晶体，由geim等于2004年发现，并能稳定存在，是目前世界上最薄的材料-单原子厚度的无机纳米材料[2]。与其它无机纳米材料相比，石墨烯不仅成本低、质量轻，更具有极其出色的力学性能、热性能和电学性能，等等[3-4]。因此，如何将性能优异的石墨烯有效地复合到聚合物材料中，最大限度地提高材料的性能，一直是材料学家所追求的重要目标之一。作为最简单的功能化石墨烯，氧化石墨烯(graphene oxide, go)表面上主要包含环氧基和羟基等基团，而边缘处则有羧基、羰基和船式、椅式构象的结构[5]。这些基团、缺陷虽然降低了石墨烯材料的规整性，从而降低其优异的性能，但也为石墨烯材料的发展提供了新的机遇，如：可宏量制备，提高了其在一些溶剂中的溶解性，等等。因此，利用氧化石墨烯来改性不饱和聚酯树脂，是切实可行的。

2. 无机纳米粒子改性upe树脂的应用研究

3. 研究的基本内容与计划