本发明专利技术涉及一种方法，其包括下述步骤：提供接枝设备(20)，其包括在环境空气体中产生火焰(28)的火炬(26)以及置于所述火焰(28)对面的冷却基底(33)；使细长材料(14)连续移动通过在火炬(26)和冷却基底(33)之间的火焰(28)；以及随着行进通过火焰(28)，将纳米结构(16)连续接枝在细长材料(14)上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】制备配备有接枝的碳纳米结构的细长材料的方法从及相关 的设备和户品 本专利技术设制备配备有接枝的碳纳米结构的细长材料的方法。 运种方法尤其旨在用于制造包含纤维性或固体形式的细长材料的产品，在其上接 枝了碳纳米结构，例如碳纳米管或碳纳米纤维。 使用根据本专利技术的方法获得的产品由于存在接枝的碳纳米结构而被功能化，W改 变和改进初始细长材料的性质。 如此制造的产品具有不同于细长基础材料的性质，尤其是提高的机械、电或化学 性质。 阳〇化]有利地，细长基础材料是纤维，纤维的组件例如线，或纤维的网络，织造的、编织 的、编结的、或非织造的。优选地，它能够在存放组件上缠绕和打开，该组件能够是鼓或卷线 筒。 "纤维"是丝状物质，其可W被挤出和/或织造。纤维可W来自动物、植物、人造来 源、矿物质或合成来源。 "线"一般地是材料的长而细绳，该材料尤其是纤维，或者是已经扭在一起和挤出 的那些材料的线绳的汇合。 通过有规律地交织可将线组装形成织物、编织物或编结物。 非织造物通常是天然纤维和/或制造纤维或纤丝的片材或幅材，不包括纸，其不 是织造的，并且其可W被W不同方式互相结合，例如通过机械组装（穿针引线）或化学组 装。 可选地，该细长材料是非纤维的，例如膜。 W11] -般地，将碳纳米结构接枝在纤维性细长材料上是在化学气相沉积（CVD)闭合容 器中在控制的气氛下进行的。 纤维性细长材料被首先去油，然后金属催化剂被沉积在表面上。 接下来，如此处理的材料被引入化学气相沉积闭合容器。该闭合容器例如是控气 体吹扫的管状石英炉。 在超过数十分钟的时间之后，例如在15分钟和60分钟之间，在某些条件下，碳纳 米管然后在纤维性材料的表面上生长。 因此，例如在aiaffer等Carbon, 48, 277-286, 2010 或EP2, 254, 830 中描述的运 种方法对于工业实施是非常不实际的。它的生产力有限并且需要大量的操作。 为了解决运种问题，EP2, 290, 139描述了一种接枝方法，其中在处理了细长材料 的表面之后，将连续长度的细长材料顺序引入等离子体炉，W在等离子体中形成碳纳米管 的接枝。 阳017] 运种方法提高了接枝的生产率，但是执行仍复杂。实际上，一方面，等离子体炉的 存在需要监控将细长材料插入炉中的界面，使得在炉中维持控制的气氛复杂化，另一方面， 在进入等离子体之前，纤维必须保持在500°C和1000°C之间的溫度，其使得过程的控制复 杂化。 本专利技术的一个目标是获得一种方法，使得可制备配备有接枝的碳纳米结构的细长 材料，其执行起来非常简单并且是成本有效的，同时产生了高质量产品。 为此，本专利技术设及前述的方法，其特征在于包括下述步骤： -提供接枝设备，其包括在环境空气体中产生火焰的火炬，W及放置在火焰对面的 冷却介质； -使细长材料连续行进通过在火炬和冷却载体之间的火焰； -随着它行进通过火焰，在细长材料上连续接枝碳纳米结构。 根据本专利技术的方法可W包括一个或多个下述特征，单独考虑或者根据任何技术上 可能的结合： -细长材料的连续行进包括将原始细长材料从上游撤出组件中撤出，将撤出的原 始细长材料通过火焰，然后在下游的存放组件上存放具有碳纳米结构的细长材料；-它包括将细长材料通过冷却载体的基底部分和与冷却载体相对的在基底部分和 火炬之间的部分之间，所述基底部分和相对部分每个被冷却；-在其连续行进通过火焰时将细长材料压向火焰中的基底部分；-冷却载体包括至少一个倾斜表面，用于使火炬产生的火焰的至少一个主要区段 偏斜，火炬产生的火焰包括位于倾斜的偏斜表面下游的偏斜区段，细长材料经过该倾斜区 段； -细长材料经由的火焰区域的溫度低于700°C，尤其是在400°C和700°C之间；-火炬通过用氧气燃烧控动力气体例如乙烘产生火焰，在火炬中提供的动力气体 的流量与氧气的流量之比有利地大于1 ; -它包括在细长材料的表面沉积催化剂的步骤，该催化剂能够引发碳纳米结构的 生长，该催化剂有利地从稀释的金属溶液沉积； -细长材料在火焰中行进的速度大于Imm/min，尤其大于5mm/min，有利地大于 300mm/min，W及尤其在 300mm/min和 10,OOOmm/min之间； -行进速度大于Im/min，有利地大于3m/min，尤其大于5m/min。 本专利技术也设及用于制备配备有接枝的碳纳米结构的细长材料的装置，其特征在于 其包括： -接枝设备，其包括在环境空气体中产生火焰的火炬，所述接枝设备包括放置在火 焰对面的冷却载体；-使细长材料连续行进通过在火炬和冷却载体之间的火焰的组件； -所述接枝设备能够随着细长材料行进通过火焰，在细长材料上连续接枝碳纳米 结构。 根据本专利技术的装置可W包括一个或多个下述特征，单独考虑或者根据任何技术上 可能的结合： -使细长材料连续行进的组件包括将原始细长材料撤出的上游组件，将撤出的原 始细长材料通过火焰的机构，W及存放配备有碳纳米结构的细长材料的下游组件；-冷却载体包括基底部分和在基底部分和火炬之间的相对部分，所述基底部分和 所述相对部分每个被冷却，所述行进组件能够引导细长材料在基底部分和相对部分之间； -冷却载体包括至少一个倾斜表面，用于火炬产生的火焰的至少一个主要区段， 火炬产生的火焰包括位于倾斜的偏斜表面下游的偏斜区段，所述行进组件能够引导细长材 料，使其经过该倾斜区段。 本专利技术也设及一种产品，其包括配备有接枝的碳纳米结构的细长材料，尤其是碳 纳米管和/或碳纳米纤维，其特征在于它可使用上述方法获得。 在阅读了下面的描述后本专利技术将被更好理解，下面的描述仅提供作为例子，并且 参看附图进行，其中： -图1是用于根据本专利技术制备配备有接枝的碳纳米结构的细长材料的第一装置的 图解视图； -图2是图1的装置的接枝设备的图解视图； -图3是图2的接枝设备中的用于细长材料的冷却载体的局部俯视图； -图4是沿着图3的IV-IV平面的局部横截面视图，图解说明细长材料通过接枝设 备的火焰； -图5是图2的接枝设备的火炬的图解横截面视图； -图6是图2的设备的另一火炬的与图5相似的视图； -图7是根据本专利技术的图1装置的第二接枝设备的前视图； -图8是图7的可选接枝设备的侧视图； -图9是根据本专利技术的第Ξ接枝设备的与图7相似的视图； -图10是图示在图1的制备装置中获得的产品的照片； -图11是图10的产品的放大图； -图12是包含根据本专利技术的细长材料的产品的机械特征的俯视图讯 -图13是比较包含根据本专利技术的细长材料的产品与不包含根据本专利技术的细长材 料的产品的机械性质的图。 图1-6显示用于制备根据本专利技术的配备有碳纳米结构的产品12的第一装置10,产 品12在图10和11中可见。 如图10和11图解，产品12包括细长材料14,在其上接枝了碳纳米结构16。 细长材料14例如形成有各个宏观纤维18的基底，碳纳米结构16被接枝在纤维 上。 宏观纤维的例子是陶瓷纤维，例如二氧化娃纤维，尤其是玻璃纤维，碳纤维，玄武当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备具有接枝的碳纳米结构(16)的细长材料(14)的方法，特征在于其包括以下步骤：‑提供接枝设备(20)，其包括在环境空气体中产生火焰(28)的火炬(26)以及置于所述火焰(28)对面的冷却介质(33)；‑使所述细长材料(14)连续行进通过在所述火炬(26)和冷却载体(33)之间的火焰(28)；‑随着行进通过火焰(28)，将纳米结构(16)连续接枝在所述细长材料(14)上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德古斯塔夫卡米尔·迪朗，法布里斯·劳伦特，唐·勒胡，让巴普蒂斯特·多尼，
申请(专利权)人：上阿尔萨斯大学，
类型：发明
国别省市：法国;FR
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。