栎木炭/PHBV/超高分子量聚乙烯复合材料的制备及研究开题报告

1. 研究目的与意义

生物炭资源广泛，原料成本低廉，有丰富的孔隙结构和很强的吸附性能；塑料可生物降解，对环境友好；超高分子量聚乙烯各方面性能优良，应用广泛。

此三元炭塑复合材料是绿色，环保，价格低廉，易于加工，性能优良的新型材料，前景光明，在工程领域以及日常生活中都会有很大的作用，如果将这种材料加以利用，对保护环境资源，提高生活质量都是有益的。

此复合材料不仅可以更好地对一些废弃原料 ( 木锯末、秸秆、污泥、牲畜粪便 ) 加以利用，同时也为生物炭、uhmwpe以及可降解塑料在前沿高强度工程材料中的应用领域提供科学依据。

2. 国内外研究现状分析

近年来，国内外专家都普遍高度关注生物质复合材料的研究，旨在研究出更好地利民的复合材料。

迄今为止，关于炭塑复合材料用的塑料大多都停留在不可降解的塑料上，少有采用可降解塑料的，随着环境问题日益深入人心，使用可降解塑料是大势所趋，民心所向；不仅如此，复合材料很多只是二元炭塑复合材料，很少有再加入uhmwpe或另一种物质的三元复合材料，旨在加强材料的机械性能和力学性能。

目前国外专家对于生物炭/uhmwpe复合材料的性能研究成果不是很多，对其结构机理，表面特征也没有更深入的了解，不清楚炭与超高分子量聚乙烯复合还能大大加强超高分子量聚乙烯的各方面性能；而且国内外炭塑复合材料研究中炭的所占比不是很多，殊不知增加炭的占比可以大大降低其复合材料的成本，还能增强其性能。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：本次研究主要是将炭粉，可生物降解塑料如：聚3-羟基烷酸酯（PHA），聚乳酸（PLA）等及超高分子量聚乙烯（UHMWPE)按照不同比例混合后用注塑机或挤出机制成复合材料，再通过各种测试仪器对此三元炭塑复合材料进行力学性能，微观形态，吸水性能，热机械性能等性能测试，从而找出最佳配比。

研究计划：1）12月底确定选题，明确研究方向；2）1月确定开题报告，查阅文献，收集资料，制定实验方案；3）2月准备实验材料，进行预实验；4）3-4月正式试验及数据分析，随时准备接受中期调查；5）5月认真写毕业论文；6）6月修改文章并定稿，准备答辩。

4. 研究创新点

1）目前炭塑复合材料用的塑料大多不可降解，而本次实验采用了可生物降解塑料，对环境无污染，环保绿色，便于回收利用，对环境不会造成极大的负担。

2）在炭塑复合的基础上再加上超高分子量聚乙烯，大大增强原有复合材料的各项性能强度，使其在工程领域中也能发挥出巨大的作用。

3）本实验将炭的占比大大提高，可占70%左右，降低了材料的价格，且各项性能更好。