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聚合物碳纳米管复合材料的制备及性能的任务书

任务名称：聚合物碳纳米管复合材料的制备及性能研究

任务背景：

随着材料科学和纳米技术的不断发展，碳纳米管已成为材料领域中研究和应用最广泛的纳米材料之一。碳纳米管具有强度高、导电性好、耐热性强等特点，与聚合物复合可形成优异的复合材料，具有广泛的应用前景。

任务目标：

本任务旨在研究聚合物碳纳米管复合材料的制备工艺和性能，具体目标如下：

1.掌握碳纳米管的制备和表征方法；

2.选取适合聚合物复合的碳纳米管种类、浓度和制备工艺；

3.制备聚合物碳纳米管复合材料，并对其物理和力学性能进行表征和分析；

4.研究不同碳纳米管浓度对复合材料性能的影响；

5.探究碳纳米管与聚合物基体之间的相互作用机制；

预期成果：

通过本次任务研究，预期获得以下成果：

1.碳纳米管的制备和表征方法；

2.选取聚合物复合的碳纳米管种类、浓度和制备工艺；

3.成功制备聚合物碳纳米管复合材料；

4.对不同碳纳米管浓度下的复合材料进行物理和力学性能表征；

5.研究碳纳米管与聚合物基体之间的相互作用机制。

研究方案：

1.碳纳米管的制备和表征方法：采用化学气相沉积法制备碳纳米管，运用场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其形貌和结构进行表征。

2.选取聚合物复合的碳纳米管种类、浓度和制备工艺：考虑聚合物和碳纳米管的相容性和制备工艺，选择适合聚合物复合的碳纳米管种类、浓度和制备工艺。

3.成功制备聚合物碳纳米管复合材料：利用溶液共混法或熔融混合法，将碳纳米管与聚合物混合制备复合材料，控制制备工艺参数，得到均匀分散的复合材料。

4.对不同碳纳米管浓度下的复合材料进行物理和力学性能表征：运用红外光谱、热重分析、扫描电子显微镜、拉伸力学测试等表征技术，对不同碳纳米管浓度下的复合材料进行物理和力学性能分析。

5.研究碳纳米管与聚合物基体之间的相互作用机制：采用分子模拟等方法，从微观角度探究碳纳米管与聚合物基体之间的相互作用机制。

任务进度安排：

第1-2个月：碳纳米管的制备和表征方法的研究；

第3-4个月：选取聚合物复合的碳纳米管种类、浓度和制备工艺；

第5-6个月：成功制备聚合物碳纳米管复合材料；

第7-8个月：对不同碳纳米管浓度下的复合材料进行物理和力学性能表征；

第9-10个月：研究碳纳米管与聚合物基体之间的相互作用机制；

第11-12个月：撰写研究报告并进行成果交流和推广。

参考文献：

[1]李铁岩,黄文福.碳纳米管复合技术在聚合物材料中的应用[J].石油化工高校学报（自然科学版）,2015,28(1):1-5.

[2]Huang,Z.,Zhang,Y.,Kotaki,M.,Ramakrishna,S.(2003).Areviewonpolymernanofibersbyelectrospinningandtheirapplicationsinnanocomposites.Compositesscienceandtechnology,63(15),2223-2253.

[3]Yu,H.,Zhang,Q.,Fowler,C.A.,Li,Q.(2009).Thereinforcementeffectoffunctionalizedcarbonnanotubesonthepropertiesofpoly(styrene‐ethylene‐butylene‐styrene)copolymer.JournalofpolymersciencePartB:Polymerphysics,47(2),133-140.