一种石墨烯纳米带原位增韧纳米碳纤维的制备方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201610718773.2
申 请 日：20160817
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20170419
公 开 号：CN106567157A
代 理 人：
代理机构：
摘 要：一种石墨烯纳米带原位增韧纳米碳纤维的制备方法,属于纳米碳纤维复合材料技术领域。本发明提供了一种石墨烯纳米带原位增韧纳米碳纤维的制备方法,首先制备易分散的石墨烯纳米带,以高分子聚合物为原料,配置纳米碳纤维前驱液,将石墨烯纳米带分散于纳米碳纤维前驱液中,经搅拌分散、静电纺丝和热处理,制得石墨烯纳米带原位增韧纳米碳纤维产品。本发明具有工艺简单,操作方便,有利于实现大规模化生产,便于推广应用,生产成本低等特点,由于石墨烯纳米带的边缘能够与纳米碳纤维产生原位共价作用,本方法制备的石墨烯纳米带原位增韧纳米碳纤维导电性好,导热性好,机械强度高,可广泛用于复合材料、导电剂、导热剂以及力学增强剂等。
主 权 项：一种石墨烯纳米带原位增韧纳米碳纤维的制备方法,其特征在于所述方法的具体步骤如下：(1)纳米碳纤维前驱液的制备配制纳米碳纤维前驱液A,所述溶液A中高分子聚合物的浓度为60～200g/L；将溶液A搅拌,搅拌时间为8～48h,搅拌温度为25～60℃,得到均一的溶液A。(2)石墨烯纳米带的分散配制表面活性剂的水溶液溶液B,所述溶液B中表面活性剂的浓度为0.5～2g/L；将石墨烯纳米带分散于溶液B中,配制得到溶液C,上述溶液C中石墨烯纳米带的浓度为0.2～0.4g/L；将溶液C进行超声震荡,超声功率为200～400W,超声时间为10～30min,得到均一的溶液C；将溶液C冷冻,冷冻温度为#20～#40℃,冷冻时间为6～24h；将冷冻结束后的溶液C进行冷冻干燥,冷冻干燥时间为12～24h,在冷冻干燥温度为#80～#50℃,真空度为5～100Pa的条件下干燥得到易分散的石墨烯纳米带粉体。(3)石墨烯纳米带原位增韧纳米碳纤维的纺丝前驱液的制备将步骤(2)得到的石墨烯纳米带粉体加入到步骤(1)中得到的溶液A中配制石墨烯纳米带原位增韧纳米碳纤维的复合前驱体溶液D,所述溶液D中易分散的石墨烯纳米带粉体的浓度为1～10g/L；将溶液D在25～60℃下进行连续搅拌8～48h,得到均一的溶液D；(4)石墨烯纳米带原位增韧纳米碳纤维的制备将步骤(3)中得到的溶液D置于纺丝针头内,针头内径为0.1～10mm,针头距接收装置距离为13～25cm,采用10～25kV高压,针头进液速度为0.01～0.05ml/min,进行静电纺丝。纺丝结束后,所得材料置于60～80℃烘箱中干燥8～12h；随后将所得材料进行预氧化处理,200～300℃空气气氛中预氧化0.5～3h,升温速率1～3℃/min,自然冷却至室温。然后将所得材料在600～2000℃下进行高温炭化1～5h,升温速率为1～5℃/min,自然冷却至室温,即得到石墨烯纳米带原位增韧的纳米碳纤维。
关 键 词：
法律状态：公开
IPC专利分类号：D01F9/21;D01F9/22