开题报告
一、 选题背景及意义
环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称，除个别外，它们的相对分子质量都不高。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。双酚A型环氧树脂占环氧树脂总消费量的80%以上，其次是溴化双酚A型和酚醛型环氧树脂，其他特种环氧树脂消费量相对较小，但近年增长较快[1]。1993年世界环氧树脂生产能力为130万吨，1996年递增143.5万吨，1999年为159.5万吨，2002年为186万吨，2005年201万吨，预计2011年可达到250万吨左右。目前国外大集团公司既注重产品质量，又注重新产品的开发，使之系列化、功能化。首先，在产品质量方面。国外环氧树脂产品质量普遍比较好，主要表现在以下几个方面：一是树脂色泽浅，液态树脂无色透明，固态树脂为纯白色；二是环氧当量变化幅度小；三是分子量比较集中；四是挥发物杂质含量低；五是水解率及Na含量低。其次，在新产品开发方面，跨国公司根据市场需求的变化，及时改变生产策略[2-3]。近年来已经开发和推广应用的特种树脂品种主要有溴代环氧树脂、双酚F环氧树脂、邻甲酚酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂及新型液晶环氧树脂等。发达国家环氧树脂应用技术成熟，应用领域十分广泛，其中高档涂料对环氧树脂的需求量超过其总需求量的一半[4]。
目前国内环氧树脂的消费领域中所占比例最大的是涂料行业,约占总消费量的40%。环氧树脂涂料包括纯环氧树脂涂料和环氧树脂复合涂料,具有耐腐蚀、耐水耐热、耐冲击、附着力强等优点。预计2011-2016年,全球对工业涂料的需求将以3%的速度增长,其中中国的增长速度将达到7%[5]。
由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。其固化后的环氧树脂具备良好的物理和化学性能，对非金属和金属材料的表面具有优异的粘结强度，耐化学腐蚀性良好，硬度高，尺寸稳定性好，而且价格低廉，在航空航天、汽车以及电子器件等众多领域中应用广泛[6]。环氧树脂在涂料中的应用占较大的比例，它能制成各具特色、用途各异的品种。其共性：耐化学品性优良，尤其是耐碱性。漆膜附着力强，特别是对金属。具有较好的耐热性和电绝缘性。但同时带来一个问题，上述导电填料用量越多，导电性越好，但不利于复合材料轻量化并降低材料的抗压强
度，且使材料变得更难加工[7]。
石墨烯以其优异的力学性能，热学性能，电化学性能等倍受科学界的关注，因此石墨烯被认为具有很广泛的应用前景和潜力，特别是石墨烯由于具有很高的力学性能，如果作为填充材料添加到聚合物基体中可以大大提升聚合物材料的力学性能，从而改变聚合物本身的力学性能不能满足实际需要的状况。因此，对石墨烯复合材料的研究还有很多工作要做，这个研究方向是很有前景的[8]。
目前我们研究分析已取得的其他基体的石墨烯复合材料结果，可以分析得出，因为基体自身与石墨烯的界面结合问题，测试得到的力学性能数据不是特别理想，关键的-些力学参量提高的并不明显，因此在之前制备出的材料在提升力学性能方面做得还不是特别完善，还是存在各种问题和缺陷。
据了解，现在科学界对石墨烯/树脂基纳米复合材料的制备和对其增强性能的研究还处于起步阶段，文献上大量报道的是树脂膜中添加石基颗粒或者是氧化石墨，测试这种膜的拉伸强度等力学性能，由于石墨颗粒和氧化石墨等的力学性能与石墨烯相差甚远，因此制备出的复合材料的力学性能和热学性能不如预期，甚至还低于未添加这些填充体的树脂基复合材料，因此制约了树脂基复合材科的应用[9]。
本课题研究的主要目的是利用石墨烯微片这种简单易制备且成本低的纳米级填料增强环氧树脂，以提高其力学和热学性能，从而能在实际生产中得到应用。首先机械剥GO制备厚度纳米级的石墨烯微片,再用其增强环氧树脂制备复合材料、研究其对环氧树脂复合材料机械性能、热性能的影响。本课题的意义主要尝试开发一种新型的阻燃功能复合材料。
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