煤系瀝青樹(shù)脂的合成及其與石墨復(fù)合性能的研究的開(kāi)題報(bào)告

煤系瀝青樹(shù)脂的合成及其與石墨復(fù)合性能的研究的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景與意義石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性質(zhì)，因此被廣泛應(yīng)用于傳感器、催化劑、儲(chǔ)氫材料等領(lǐng)域。然而，石墨烯本身的力學(xué)性能并不突出，難以滿(mǎn)足一些高強(qiáng)度、高剛度等特殊需求，因此需要通過(guò)復(fù)合材料來(lái)改善其性能。研究表明，將石墨烯與樹(shù)脂復(fù)合可以顯著提高其強(qiáng)度和剛度。在樹(shù)脂材料中，煤系瀝青由于其良好的熱穩(wěn)定性、較高的黏度、低的水溶性等特點(diǎn)，成為了一種重要的復(fù)合材料基體材料。因此，研究煤系瀝青樹(shù)脂的合成方法以及其與石墨復(fù)合性能，對(duì)于拓展復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的意義。二、研究?jī)?nèi)容與方法本研究將以煤系瀝青為基礎(chǔ)材料，通過(guò)改變其分子結(jié)構(gòu)，制備出適用于石墨復(fù)合的高性能煤系瀝青樹(shù)脂。具體實(shí)驗(yàn)流程如下：1.合成不同結(jié)構(gòu)的煤系瀝青樹(shù)脂。采用先進(jìn)的高溫壓力加裂技術(shù)，對(duì)煤系瀝青進(jìn)行加工處理，使其分子量減小，其它理化性質(zhì)得到優(yōu)化。2.對(duì)煤系瀝青樹(shù)脂進(jìn)行表征，包括其分子結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、黏度等性質(zhì)。3.將煤系瀝青樹(shù)脂與石墨進(jìn)行復(fù)合，制備出不同比例的石墨復(fù)合材料。4.對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，包括強(qiáng)度、剛度、韌性等指標(biāo)的測(cè)定。5.對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行熱穩(wěn)定性測(cè)試，探究其在高溫環(huán)境下材料性能的變化。三、預(yù)期研究成果通過(guò)本研究，預(yù)計(jì)獲得以下成果：1.成功合成不同結(jié)構(gòu)的煤系瀝青樹(shù)脂，并表征其基本性質(zhì)。2.研究復(fù)合材料的基本性能，包括強(qiáng)度、剛度、韌性等參數(shù)。3.探究復(fù)合材料在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性和性能變化規(guī)律。4.結(jié)合以上研究成果，提出進(jìn)一步研究和應(yīng)用的方向。四、研究進(jìn)度和計(jì)劃本研究計(jì)劃為期兩年，主要工作計(jì)劃如下：第一年：1.完成煤系瀝青的制備和表征工作，將其制備出適用于石墨復(fù)合的高性能煤系瀝青樹(shù)脂。2.對(duì)煤系瀝青樹(shù)脂與石墨的復(fù)合進(jìn)行初步研究，確定不同比例的復(fù)合材料制備方法。第二年：1.對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行深入研究，包括強(qiáng)度、剛度、韌性等參數(shù)的測(cè)定。2.對(duì)復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性進(jìn)行研究，在高溫環(huán)境下進(jìn)行性能測(cè)試。3.結(jié)合以上研究成果，提出進(jìn)一步研究和應(yīng)用的方向。五、存在的問(wèn)題及解決方案由于煤系瀝青樹(shù)脂合成條件比較苛刻，且研究復(fù)合材料的方法和測(cè)試需要較高的技術(shù)水平和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，因此存在以下問(wèn)題：1.煤系瀝青樹(shù)脂的制備過(guò)程比較復(fù)雜，需要充分考慮實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的要求，以確保實(shí)驗(yàn)成功。2.復(fù)合材料的制備方法需要考慮到復(fù)合過(guò)程的連續(xù)性和材料性能的穩(wěn)定性，避免因復(fù)合工藝不當(dāng)而產(chǎn)生問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，我們將采取以下解決方案：1.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，避免因外在因素導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失誤。2.在復(fù)合材料制備過(guò)程中，將對(duì)各個(gè)參數(shù)和工藝流程進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，確保材料的質(zhì)量和性能符合研究要求。六、參考文獻(xiàn)1.Ravikumara,N.R.;etal.FacileSynthesisofBulkQuantityofGrapheneOxideUsingElectroChemicalTechnique.JournalofNanoscienceandNanotechnology.2011,11(1):269-274.2.Wang,Xin;etal.Preparationandpropertiesofgraphite-basedconductingcompositeswithcarbonblackasaconductingphase.Carbon.2011,49(5):1666-1673.3.Zhang,W.;etal.Preparationandcharacterizationofgraphene/phenolformaldehyderesincomposites.CompositesScienceandTechnology.2012,72(9):1059-1065.4.Jia,Huimi