一种高强度连续石墨烯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度连续石墨烯纤维及其制备方法，先将氧化石墨烯分散于极性有机溶剂中，制成纺丝液，然后将纺丝液从纺丝头毛细管中以固定的速度连续挤入凝固浴，凝固的凝胶纤维经过连续的牵引拉伸和干燥处理，最后收集到石墨辊轴上，得到氧化石墨烯纤维。再依次经过化学还原和热处理，得到取向度高达70～80％，密度为1.3～2g/cm3的石墨烯纤维。纺丝工艺简单，用水或有机溶剂，实现了石墨烯纤维的连续制备与收集。所得到的石墨烯纤维具有优异的力学性能和良好的导电率。连续的高强度石墨烯纤维可以用于制备石墨烯编织物，用在电磁屏蔽、吸波材料等领域；可用于聚合物复合材料中，作为增强填料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石墨烯纤维，尤其涉及一种高强度连续石墨烯纤维及其制备方法。
技术介绍
石墨烯(graphene)是由单碳原子层构成的一种新型二维晶体材料，具有已知材料最好的力学性能(断裂强度125GPa、杨氏模量1100GPa)，以及优异的电学性能(室温下电子迁移率可达2×105cm2/Vs)和突出的导热性能(5000W/mK)，被称为神奇的材料。AndreGeim和KonstantinNovoselov因为对石墨烯研究的贡献获得了2010年诺贝尔物理奖。从天然石墨烯出发，通过氧化法制备氧化石墨烯，利用氧化石墨烯溶液的液晶行为，结合湿法纺丝技术，实现了石墨烯纤维的制备(Nat.Commun.2011，2，571)。石墨烯纤维的制备及其功能化已经成为当前研究的热点。但是，目前所报道的石墨烯纤维的力学强度仍然比较低(500MPa)，仍然有很大的提升空间，可以通过原料以及纺丝工艺的优化、后处理等方法制备出高强度的石墨烯纤维。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度连续石墨烯纤维，其特征在于，该纤维由石墨烯沿着轴向有序排列而成，取向度为70～80％，密度为1.3～2g/cm3，可以连续千米级制备。

【技术特征摘要】
1.一种高强度连续石墨烯纤维，其特征在于，该纤维由石墨烯沿着轴向有序排列而成，取向度为70～80％，密度为1.3～2g/cm3，可以连续千米级制备。
2.一种高强度连续石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将1重量份的氧化石墨烯，10～100重量份的溶剂混合，超声分散后得到氧化石墨烯分散液；
(2)将步骤(1)得到的氧化石墨烯分散液，在0.001～0.1Pa左右的真空度下，脱气处理10～60min，得到氧化石墨烯纺丝液。
(3)将步骤(2)得到的氧化石墨烯纺丝液，以1～100mL/h的挤出速度，通过孔径为60～300μm的纺丝头毛细管挤出后，进入凝固浴，在10～60℃的凝固浴中停留5～60s，得到凝胶丝；将凝胶丝依次经过转速为50～100rpm/min和60～300rpm/min的连续运转的辊轴，且第二个辊轴的转速为第一个辊轴的转速的1.1～2.5倍，同时用功率为20～200W的红外灯干燥，收集得到连续的氧化石墨烯纤维。
(4)将步骤(3)中所得的氧化石墨烯纤维置于还原剂中还原，洗涤干燥，便可以得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超，刘英军，许震，孙海燕，韩燚，
申请(专利权)人：浙江碳谷上希材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33