MWNTs纳米复合材料及其性能的研究的开题报告.docx

静电纺丝法制备PU/MWNTs纳米复合材料及其性能的研究的开题报告

一、研究背景和意义

高性能聚氨酯（PU）材料是一类优良的工程材料，具有良好的力学性能和化学稳定性，广泛应用于制造航空航天、汽车、建筑、电子、医疗和体育等领域。然而，由于其缺乏导电性、机械和热稳定性较差等缺陷，限制了其的使用范围和性能提升。为了克服这些问题，许多研究者通过添加碳纳米管（CNTs）等导电纳米材料制备PU/CNTs复合材料，取得了显著的效果，但由于CNTs的高成本，该方法的应用受到限制。

近年来，多壁碳纳米管（MWNTs）以其更高的导电性能、更高的机械性能和更小的摩擦系数等优点受到了广泛关注。在将MWNTs引入PU材料中，可以明显提高PU材料的导电性、机械性能和热稳定性。此外，静电纺丝法是一种制备纳米纤维的有效方法，该方法可以制备出自组装纳米纤维而无需添加任何助剂，从而降低了制备成本、提高了制备效率。

因此，本研究将采用静电纺丝法制备PU/MWNTs纳米复合材料，研究其制备过程、形貌、热稳定性、力学性能和导电性能等方面的特性，并在此基础上进行优化研究，为PU/MWNTs复合材料的应用提供参考。

二、研究内容和目标

1.采用静电纺丝法制备PU/MWNTs纳米复合材料，并采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）等方法研究其形貌和结构。

2.研究PU/MWNTs纳米复合材料的导电性能。采用四探针法测量其电阻率，并研究MWNTs含量对其导电性能的影响。

3.研究PU/MWNTs纳米复合材料的力学性能。采用万能材料测试机测试其拉伸性能和压缩性能，并研究MWNTs含量对其力学性能的影响。

4.研究PU/MWNTs纳米复合材料的热稳定性。采用热重分析（TGA）测试其热稳定性，并研究MWNTs含量对其热稳定性的影响。

5.对PU/MWNTs纳米复合材料进行性能综合分析，并在此基础上进行优化研究。

本研究的目标是制备出性能优良的PU/MWNTs纳米复合材料，并深入研究其制备过程和结构特点以及各项性能指标的规律性，为后续的材料应用和性能优化提供支持。

三、研究方法和技术路线

1.静电纺丝法制备PU/MWNTs纳米复合材料。

2.SEM、TEM和XRD等表征方法研究样品形貌和结构。

3.四探针法测试样品电阻率，研究MWNTs含量对导电性能的影响。

4.万能材料测试机测试样品的拉伸性能和压缩性能，并研究MWNTs含量对力学性能的影响。

5.TGA测试样品的热稳定性，研究MWNTs含量对其热稳定性的影响。

6.对上述结果进行统计分析和综合评价，并提出下一步的优化研究方案。

四、预期成果和意义

本研究的预期成果包括：

1.成功制备PU/MWNTs纳米复合材料。

2.对制备的复合材料进行多项性能测试，研究其各项特性及影响因素。

3.深入研究PU/MWNTs纳米复合材料的制备方法和结构特点，以及MWNTs含量对其性能的影响。

4.为PU/MWNTs纳米复合材料的进一步应用和性能优化提供科学依据和理论支持。

总之，本研究将为制备性能优良的PU/MWNTs纳米复合材料提供一种新的途径，并为该材料在航空航天、汽车、建筑等领域的应用提供科学依据和理论支持。