[發(fā)明專利]碳納米纖維無紡布的制備方法、碳納米纖維無紡布及碳納米纖維

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610694802.6
• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN107488939B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設計）人: 金翼水;馬雅庫里斯尤南·戈皮拉曼;永石智貴
• 申請（專利權）人: 國立大學法人信州大學;N2細胞公司
• 主分類號: D04H1/4382
• 分類號: D04H1/4382;D04H1/728;D06C7/00;D06C7/04;D01F9/12
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;鐘海勝

1.一種碳納米纖維無紡布的制備方法，包括：

不相容性聚合物溶液的制備工序，其制備如下不相容性聚合物溶液：所述不相容性聚合物溶液在溶劑中溶解有第一聚合物和第二聚合物，所述第一聚合物能夠在非氧化氣氛下通過熱處理進行碳化，所述第二聚合物具有與所述第一聚合物不相混的性質且通過用于碳化所述第一聚合物的熱處理進行熱分解，并且包含所述第一聚合物的相形成非連續(xù)相，包含所述第二聚合物的相形成連續(xù)相；

復合納米纖維無紡布的制備工序，其通過靜電紡絲法由所述不相容性聚合物溶液制備復合納米纖維無紡布，所述復合納米纖維無紡布由復合納米纖維的集合體構成，所述復合納米纖維在由所述第二聚合物構成的納米纖維外殼的內部沿著所述納米纖維外殼的長度方向延伸排列有多個由所述第一聚合物構成的納米纖維芯；

碳納米纖維無紡布的制備工序，其通過對所述復合納米纖維無紡布實施用于碳化所述第一聚合物的熱處理，從而熱分解所述第二聚合物的同時碳化所述第一聚合物，以制備由來自所述第一聚合物的碳構成的碳納米纖維無紡布，

所述第一聚合物由聚丙烯腈、酚醛樹脂、纖維素系聚合物、聚酰亞胺及聚芐基咪唑中的任一種構成，所述第二聚合物由聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸及聚已內酯中的任一種構成。

2.根據(jù)權利要求1所述的碳納米纖維無紡布的制備方法，其特征在于，

在所述不相容性聚合物溶液的制備工序中，以聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯的總重量中聚丙烯腈所占重量比為15％～35％范圍內的條件制備不相容性聚合物溶液。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的碳納米纖維無紡布的制備方法，其特征在于，

在所述不相容性聚合物溶液的制備工序中，制備構成所述非連續(xù)相的液滴的平均直徑在30μm～500μm范圍內的不相容性聚合物溶液，

在所述復合納米纖維無紡布的制備工序中，制備所述納米纖維外殼的平均直徑在60nm～2000nm范圍內、所述納米纖維芯的平均直徑在10nm～200nm范圍內的復合納米纖維無紡布，

在所述碳納米纖維無紡布的制備工序中，制備所述碳納米纖維的平均直徑在5nm～100nm范圍內的碳納米纖維無紡布。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的碳納米纖維無紡布的制備方法，其特征在于，

在所述復合納米纖維無紡布的制備工序和所述碳納米纖維無紡布的制備工序之間進一步包括纖維結構穩(wěn)定化處理工序，在所述纖維結構穩(wěn)定化處理工序中，以200℃～400℃范圍內的溫度加熱所述復合納米纖維無紡布而使纖維結構穩(wěn)定。

5.根據(jù)權利要求1或2所述的碳納米纖維無紡布的制備方法，其特征在于，

在所述復合納米纖維無紡布的制備工序中，使用將由動物組織加工物構成的納米粒子分散于所述不相容性聚合物溶液而成的不相容性聚合物溶液制備所述復合納米纖維無紡布，所述動物組織加工物能夠從以角蛋白為主成分的動物組織中去除可被水溶出的成分及可被有機溶劑溶出的成分而獲得。

6.根據(jù)權利要求5所述的碳納米纖維無紡布的制備方法，其特征在于，所述納米粒子的平均直徑在1nm～60nm范圍內。

7.根據(jù)權利要求5所述的碳納米纖維無紡布的制備方法，其特征在于，所述動物組織為人的頭發(fā)。

8.一種碳納米纖維無紡布，其特征在于，是由權利要求1～7中的任一項所述的碳納米纖維無紡布的制備方法制備的碳納米纖維無紡布，

并且由平均直徑在5nm～100nm范圍內的碳納米纖維的集合體構成。

9.一種碳納米纖維無紡布，其是由權利要求5～7中的任一項所述的碳納米纖維無紡布的制備方法制備的碳納米纖維無紡布，

構成所述碳納米纖維無紡布的碳納米纖維的平均直徑在5nm～100nm范圍內，并且在所述碳納米纖維的表面或內部存在平均直徑在1nm～60nm范圍內的孔。

10.根據(jù)權利要求9所述的碳納米纖維無紡布，其特征在于，所述孔與所述碳納米纖維的外側空間連通。