天然橡胶/纳米纤维素/碳纳米管复合导电材料的制备与表征开题报告

1. 研究目的与意义

在目前的橡胶工业中，炭黑是其中最为常见和使用的传统型补强填料，其补强性能好，但同时也有无法避免的缺点，这使其已经不能满足时代和技术的发展及需求，而纤维素在全球每年的自然界产量高达10¹⁰-10¹¹吨，且相对于炭黑，纤维素在各方面的性能都有显著的优势，若能把纤维素作为新型的补强填料，那么橡胶行业的社会和经济效益将大幅提高。

（1）实现对天然橡胶基体的补强作用，取代目前常用的炭黑、二氧化硅 、碳酸钙等无机填料，缓解日益紧张的石油资源；

（2）降低废弃橡胶对自然环境、人类健康的危害；

2. 国内外研究现状分析

1.纳米纤维素的制备

纤维素分子内部和分子之间存在极强的氢键作用，所以从纤维素中提取出纳米尺寸并具有优良稳定性的纤维素晶体一直是需要突破的难题。目前，纳米纤维素的制备方法可分为化学法、机械法、生物法、静电纺丝法和人工合成法等。化学法包括酸水解法、酶解法和纤维氧化降解法。机械法包括高压均质法和低温压榨法。生物法包括微生物合成法和藻类合成法等。而化学法由于其操作简单方便、能够获得形态尺寸较好的纳米纤维素，溶液分布均匀且较为稳定，所以被广泛使用，成为最常见的制备方法。

1.1 酸水解法

3. 研究的基本内容与计划

1、纳米纤维素的制备

通过酸水解法并以机械法为辅助，研究采取不同制备工艺获得形态良好，溶液稳定的纳米纤维素，并利用改变硫酸浓度等工艺参数，制备出五种规格尺寸的纳米纤维素备用。

2、天然橡胶/纳米纤维素纳米复合材料的制备

4. 研究创新点

1.纳米纤维素的制备

采用不同尺寸且结晶度不同的纤维作为原材料,研究最佳硫酸浓度,保证高效制备出粒径均匀的纳米纤维素晶体,并对其进行表征;

2.纳米纤维素对橡胶的补强