MWNTs复合纤维纱的纺制及其结构与性能的开题报告.docx
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静电纺PA6/MWNTs复合纤维纱的纺制及其结构与性能的开题报告一、选题背景及意义静电纺纤维技术是近年来发展起来的一种绿色环保的纳米制备技术,它具有操作简单、成本低廉、生产效率高等优点,被广泛应用于医药、生物医学、能源材料等领域。静电纺纤维不仅可以制备出高比表面积的纳米材料,而且还能将纳米材料与高分子相结合,形成复合纳米材料,从而进一步拓宽了应用领域。在静电纺技术制备纳米复合纤维方面,研究复合材料的结构与性能具有重要的意义。本文选取聚酰胺6(PA6)为基体,以多壁碳纳米管(MWNTs)为纳米填料,制备PA6/MWNTs复合纤维纱,研究其结构与性能,为静电纺纳米复合纤维的研究提供理论依据和实验基础。二、研究内容1.制备PA6/MWNTs复合材料采用静电纺技术制备PA6/MWNTs复合材料,优化制备工艺,调控静电纺参数,制备出具有较好力学性能和导电性能的纳米复合纤维。2.结构与性能表征采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱等表征手段,研究PA6/MWNTs复合纤维的结构、形貌、纳米填料分布等性质。通过力学性能测试、导电性能测试等手段,研究复合材料的力学性能和导电性能。3.研究PA6/MWNTs复合纤维的应用将制备的PA6/MWNTs复合纤维纱应用于某些领域,如传感器、电热材料等,验证其应用价值。三、研究方法及技术路线1.制备PA6/MWNTs复合材料选取PA6和MWNTs作为原料,采用静电纺技术进行复合纤维纱的制备。调节静电纺参数,如电压、距离、流速等,控制纤维的直径和分布,并控制适当的MWNTs掺杂量,制备出具有理想性能的复合纤维。2.结构与性能表征(1)扫描电镜(SEM):研究PA6/MWNTs复合纤维的表面形貌和纳米填料分布。(2)透射电镜(TEM):研究PA6/MWNTs复合纤维的内部结构和纳米填料分布。(3)拉曼光谱:研究PA6/MWNTs复合纤维的分子结构和纳米填料表面结构。(4)力学性能测试:通过拉伸试验研究复合纤维材料的力学性能。(5)导电性能测试:通过四探针法研究复合纤维材料的导电性能。3.研究PA6/MWNTs复合纤维的应用将制备的PA6/MWNTs复合纤维纱应用于某些领域,如传感器、电热材料等,验证其应用价值。四、预期成果1.成功制备PA6/MWNTs复合纤维纱,优化静电纺制备工艺。2.研究复合材料的结构与性能,了解纳米填料的分布情况和其对复合材料性能的影响。3.研究复合材料在某些领域的应用,验证其应用价值。五、研究难点1.优化静电纺控制参数,制备出具有较好力学性能和导电性能的PA6/MWNTs复合纤维纱。2.研究复合材料的结构与性能,如MWNTs的分布情况、纳米填料与基体的结合情况等。3.探寻复合材料在某些领域的应用,如传感器、电热材料等。六、参考文献1.Zou,W.,Wu,D.,Sun,D.,Liu,W.,Chen,D.,He,J.,&Yang,M.(2021).ElectrospunPAN-basedcompositenanofibercoatedbypolycaprolactone/MWCNTs:Preparationandmechanicalproperties.PolymerTesting,97,107278.2.Liu,L.,Liu,J.,Yang,H.,Hou,L.,&Chen,L.(2021).AnelectrospinningmethodtofabricateMWNTs-dopedPAN/PVCcompositenanofibers:Agingbehaviorsandelectrical/thermalconductivities.CompositesCommunications,26,100768.3.McNally,T.,Pötschke,P.,Halley,P.,Murphy,M.,&Martin,D.(2019).Polymernanocomposites:acomparisonbetweencarbonnanotubes,graphene,andclayasnanofillers.Materials,12(3),1-20.