具有表面嵌入式碳纳米管结构的碳纤维规模制备方法技术

本发明专利技术涉及碳纤维制备技术领域，公开了具有表面嵌入式碳纳米管结构的碳纤维规模制备方法，将碳纳米管分散液与同时溶解于碳纳米管分散液以及可溶解聚丙烯腈的溶液混合均匀，将所述混合液以喷雾方式涂敷于聚丙烯腈纤维复丝表面，先后置于可加速碳纳米管分散液溶剂挥发脱离固相体系以及有利于脱除同时溶解于碳纳米管分散液以及可溶解聚丙烯腈的溶液的环境中处理，处理后可达脱除聚丙烯腈纤维复丝中的非可溶聚丙烯腈成分以及可使聚丙烯腈纤维复丝与上述混合液作用部分软化并浸润碳纳米管的结果，最终在已成纤聚丙烯腈纤维表面植入碳纳米管，而不影响聚丙烯腈纤维原有制备工艺以及聚丙烯腈纤维内部结构下，使碳化后碳纤维具有界面拓扑结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有表面嵌入式碳纳米管结构的碳纤维规模制备方法，属于碳纤维制备。

技术介绍

1、碳纤维是一种高性能纤维材料，在航空航天、汽车制造等领域广泛应用。目前碳纤维制备领域，以聚丙烯腈基碳纤维的制备工艺最为成熟，应用也最为广泛，产量约占全球碳纤维总产量的90％以上。

2、国家专利技术专利cn201910586775.4，公开了一种表面嵌入碳纳米管的碳纤维制备工艺，使碳纤维原丝出喷丝板时带上静电荷，在固化前吸附气相分散的碳纳米管，随后拉伸、固化，再进行碳化处理得到部分碳纳米管嵌入内部、部分暴露在外结构的碳纤维，能有效增强碳纤维复合材料力学、电学和化学性能，性能稳定。

3、但从已公开技术来看，该类技术的制备工艺在气相分散碳纳米管过程中，作为分散剂的二甲基亚砜(dmso)在电火花高温作用下会发生分解，产生杂质并附着于聚丙烯腈原丝上。同时，原本期望均匀分散并附着在聚丙烯腈原丝上的碳纳米管，实际呈现出团块聚集的不理想形式。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本专利技术提出了具有表面嵌入式碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.具有表面嵌入式碳纳米管结构的碳纤维规模制备方法，其特征在于，(1)将碳纳米管分散液与物质A混合均匀得到混合液；(2)将步骤(1)所述混合液涂敷于聚丙烯腈纤维复丝表面；(3)将步骤(2)最终得到的聚丙烯腈纤维复丝置于温度T1环境中t1时长；(4)将步骤(3)最终得到的聚丙烯腈纤维复丝置于温度T2环境中t2时长；(5)将步骤(4)最终得到的聚丙烯腈纤维复丝按照碳纤维碳化工艺碳化得到改性碳纤维；物质A可以是纯净物也可是混合物，应具有可以同时溶解于步骤(1)所述碳纳米管分散液以及可溶解聚丙烯腈的性质；温度T1为碳纳米管分散液溶剂沸点的10-300％，但不超过物质A最低沸点，作用是加速碳纳米管...

【技术特征摘要】

1.具有表面嵌入式碳纳米管结构的碳纤维规模制备方法，其特征在于，(1)将碳纳米管分散液与物质a混合均匀得到混合液；(2)将步骤(1)所述混合液涂敷于聚丙烯腈纤维复丝表面；(3)将步骤(2)最终得到的聚丙烯腈纤维复丝置于温度t1环境中t1时长；(4)将步骤(3)最终得到的聚丙烯腈纤维复丝置于温度t2环境中t2时长；(5)将步骤(4)最终得到的聚丙烯腈纤维复丝按照碳纤维碳化工艺碳化得到改性碳纤维；物质a可以是纯净物也可是混合物，应具有可以同时溶解于步骤(1)所述碳纳米管分散液以及可溶解聚丙烯腈的性质；温度t1为碳纳米管分散液溶剂沸点的10-300％，但不超过物质a最低沸点，作用是加速碳纳米管分散液溶剂挥发脱离固相体系；t1时长使步骤(3)最终得到的聚丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德超，李少龙，厉有成，崔岩峻，卢晓雅，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：