炭素/纳米纤维素增强塑料复合材料的研究开题报告

1. 研究目的与意义

炭素/纳米纤维素增强塑料复合材料是将碳纤维、纳米纤维素、聚合物树脂及特制助剂按一定比例混合，经高温、挤压、成型等工艺制成一定形状的新型复合材料。

本次研究选用超高分子量聚乙烯作为树脂基体，其本身具有耐冲击、摩擦系数小、耐化学药品性优良、自润滑性、抗冻性、吸水性极低等优点，但其难加工的问题限制了它的生产及应用。

而炭粉具有多孔结构和优异的吸附性能、调湿能力，碳纤维、纳米纤维素具有高强度、绿色环保等优点，且纳米纤维素以纤维素为原料，来源丰富，成本低廉，可再生可生物降解，具有广阔的应用前景。

2. 国内外研究现状分析

1.超高分子量聚乙烯加工研究进展

（1）模压成型。模压成型主要指压制烧结工艺和传递模塑法，是uhmwpe最早的加工方法。模压成型工艺的特点是成本低、设备简单、投资少、不受uhmwpe相对分子质量高低的影

响；缺点是生产效率低、劳动强度大、产品质量不稳定，只能生产一些形状相对简单的制品，而且不能连续生产。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1.研究uhmwpe与碳纤维复合的最佳配方及加工条件，探究uhmwpe/碳纤维复合材料不同配方比例与其力学性能的关系。

2.研究uhmwpe与纳米纤维素复合的最佳配方及加工条件，探究uhmwpe/纳米纤维素复合材料不同配方比例与其力学性能的关系。

4. 研究创新点

1.木炭具有多孔结构和优异的吸附性能、调湿能力，碳纤维、纳米纤维素本身具有高强度、绿色环保等优点，且纳米纤维素以纤维素为原料，来源丰富，成本低廉，与UHMWPE复合开发出新型高性能复合材料，为UHMWPE的加工及应用开辟新的思路。

2.通过对UHMWPE复合材料加工流变行为的研究复合材料粘度、剪切速率、温度、填充物含量等之间的关系，探讨了UHMWPE复合材料的加工工艺。