The present invention relates to an electrostatic spinning method for preparing flexible silicon carbide / carbon nanotube composite fiber membrane, silicon carbide precursor (polycarbosilane PCS) and spinning polymer is added to organic solvent mixing for a period of time, adding carbon nanotubes by ultrasonic dispersion, poly silicon carbon / carbon nanotubes were mixed spinning solution, will the solution obtained by electrospinning of Polycarbosilane / carbon nanotube composite fiber membrane; the Polycarbosilane fiber / carbon nanotube composite film after curing and high temperature pyrolysis is obtained after the treatment of flexible silicon carbide / carbon nanotube composite fiber membrane. The present invention provides an electrostatic spinning method for preparing flexible silicon carbide / carbon nanotube composite fiber membrane, the method provides good dispersion of carbon nanotubes in silicon carbide fibers, by mechanical and electrical, flexible composite fiber membrane absorption wave of good performance, has a good application prospect in absorbing stealth materials, high temperature the sensor, reinforced composite material etc..
【技术实现步骤摘要】
静电纺丝制备柔性碳化硅/碳纳米管复合纤维膜的方法
本专利技术属于复合纤维制备领域,涉及一种静电纺丝制备柔性碳化硅/碳纳米管复合纤维膜的方法,包括先先驱体纺丝液配置、静电纺丝、先驱体的不熔化处理和热解过程。
技术介绍
碳化硅纤维具有高强度、高模量、耐腐蚀、耐酸碱、耐空间辐照等一系列优良性能,是一种相对密度低的陶瓷纤维。它与碳纤维相比,具有更好的高温抗氧化性能。SiC陶瓷纤维在吸波隐身、高温传感器、高温过滤、催化剂负载等方面有着巨大的应用潜力,广泛应用于航空、航天、核能、兵器等国防尖端领域,被称为21世纪航空航天及高科技领域应用的新材料。SiC纤维的制备方法通常有化学气相沉积法(CVD)、微粉烧结法(PS)、碳热还原法(CR)和先躯体转化法(PD)。静电纺丝作为一种可制备超精细纳米纤维的新型加工方法,与其他方法相比操作简单,条件温和,成本较低。基于静电纺丝技术制备的碳化硅纤维具有较大的比表面积和孔隙率,并可以通过调节纺丝工艺,改变纺丝体系,设计并达到诸多良好性能。碳纳米管(CNTs)作为一种新型纳米材料,具有优异的力学、电学、热学性能。碳纳米管的拉伸强度可达50~200Gpa,弹性模量可达1Tpa,与金刚石的模量相当,同时还具有超高的弹性、韧性(理论上最大延伸率为20%)和抗疲劳性能,是高性能纤维最理想的增强材料。由于CNTs具有优异的电学性能,将少量CNTs加入到其他材料中,可明显提高材料的导电性。若是能将碳纳米管均匀包裹在碳化硅内部,既能有效发挥碳纳米管优良的力学、电学、介电性能,又能利用碳化硅的耐腐蚀、耐高温氧化等优势,同时克服碳化硅纤维脆性大的问题,就 ...
【技术保护点】
一种静电纺丝制备柔性碳化硅/碳纳米管复合纤维膜的方法,其特征在于步骤如下:步骤1、静电纺丝液的配置:将碳化硅前驱体聚碳硅烷PCS与易纺丝的聚合物,在有机溶剂中配成溶液,其中碳化硅前驱体聚碳硅烷PCS在溶液内浓度按重量比1%~35%,易纺丝的聚合物在溶液内浓度按重量比为2%~35%;再加入碳纳米管超声得到聚碳硅烷/碳纳米管/易纺丝聚合物混合纺丝液;所述加入的碳纳米管为聚碳硅烷重量计0.2%~30%;步骤2、静电纺丝:将聚碳硅烷/碳纳米管/易纺丝聚合物混合纺丝液注入注射器内,保持金属针头与收集器距离为5~30cm,在金属针头与收集器之间施加纺丝电压5~40kV进行纺丝,得到聚碳硅烷/碳纳米管复合纤维膜;将聚碳硅烷/碳纳米管复合纤维膜放入鼓风烘箱中进行不熔化处理,不熔化处理温度为180~220℃,处理时间为1~10h;步骤3、热解处理:将不熔化处理后的聚碳硅烷/碳纳米管复合纤维膜放入管式电阻炉进行高温热解处理,热解温度为1000℃~1600℃,保温时间1~10h,整个热解过程均在惰性气体环境中进行直至炉温降至室温;温度降至室温后取出制备好的柔性碳化硅/碳纳米管复合纤维膜。
【技术特征摘要】
1.一种静电纺丝制备柔性碳化硅/碳纳米管复合纤维膜的方法,其特征在于步骤如下:步骤1、静电纺丝液的配置:将碳化硅前驱体聚碳硅烷PCS与易纺丝的聚合物,在有机溶剂中配成溶液,其中碳化硅前驱体聚碳硅烷PCS在溶液内浓度按重量比1%~35%,易纺丝的聚合物在溶液内浓度按重量比为2%~35%;再加入碳纳米管超声得到聚碳硅烷/碳纳米管/易纺丝聚合物混合纺丝液;所述加入的碳纳米管为聚碳硅烷重量计0.2%~30%;步骤2、静电纺丝:将聚碳硅烷/碳纳米管/易纺丝聚合物混合纺丝液注入注射器内,保持金属针头与收集器距离为5~30cm,在金属针头与收集器之间施加纺丝电压5~40kV进行纺丝,得到聚碳硅烷/碳纳米管复合纤维膜;将聚碳硅烷/碳纳米管复合纤维膜放入鼓风烘箱中进行不熔化处理,不熔化处理温度为180~220℃,处理时间为1~10h;步骤3、热解处理:将不熔化处理后的聚碳硅烷/碳纳米管复合纤维膜放入管式电阻炉进行高温热解处理,热解温度为1000℃~1600℃,保温时间1~10h,整个热解过程均在惰性气体环境中进行直至炉温降至...
【专利技术属性】
技术研发人员:张亚妮,陈绮,侯翼,成来飞,张立同,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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