[發(fā)明專利]一種基于碳納米材料的核殼結(jié)構(gòu)纖維及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710284688.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107177892B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈書(shū)海;唐振華;王飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): D01D1/02
• 分類號(hào): D01D1/02;D01D5/06;D01D5/34;D01D10/06;D01F8/16;D01F1/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

1.一種基于碳納米材料的核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備方法，其特征在于，纖維結(jié)構(gòu)為采用碳納米材料-硅橡膠復(fù)合材料的核層(1)，核層(1)外包裹有采用硅橡膠的殼層(2)；

制備方法包括以下步驟：

步驟一，將碳納米材料與有機(jī)溶劑混合均勻，得到濃度為1～20mg/mL的碳納米材料有機(jī)溶劑懸浮液；

步驟二，將碳納米材料有機(jī)溶劑懸浮液與硅橡膠主劑以質(zhì)量比(0.3:100)～(10:100)混合均勻后，將其加熱到有機(jī)溶劑沸點(diǎn)直至完全去除有機(jī)溶劑，隨后冷卻至室溫，再加入硅橡膠固化劑，攪拌均勻后進(jìn)行除氣處理，得到核層紡絲原液；

步驟三，將硅橡膠主劑與固化劑按照所需比例進(jìn)行混合，攪拌均勻后進(jìn)行除氣處理，得到殼層紡絲原液；

步驟四，采用兩個(gè)注射泵將核層紡絲原液和殼層紡絲原液通過(guò)同軸紡絲針頭注入90～150℃的凝固浴中，得到核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維原絲，隨后將其清洗收集后進(jìn)行干燥處理，便得到連續(xù)的核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維；

同軸紡絲針頭包括用于注射核層紡絲原液的內(nèi)針頭和用于注射殼層紡絲原液的外針頭，內(nèi)針頭的內(nèi)徑為0.1～2mm，外針頭的內(nèi)徑為0.4～2.7mm，核層注射速度為20～300μL/min，殼層注射速度為20～500μL/min；

同軸紡絲針頭將核層紡絲原液和殼層紡絲原液注入90～150℃的凝固浴中后，停留5～200s；

凝固浴采用二甲基硅油。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碳納米材料的核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，有機(jī)溶劑包括丙酮、乙醇、乙二醇、異丙醇、四氫呋喃，N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或者多種按照任意比例混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碳納米材料的核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備方法，其特征在于，所述硅橡膠為雙組份室溫硫化液態(tài)硅橡膠。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碳納米材料的核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備方法，其特征在于，所述清洗過(guò)程采用洗滌劑，洗滌劑包括去離子水、異丙醇和乙醇中的一種或者多種按照任意比例配制。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碳納米材料的核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備方法，其特征在于，所述除氣處理在真空度0.001～0.2Pa下進(jìn)行，持續(xù)10～30min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碳納米材料的核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備方法，其特征在于，所述碳納米材料為碳納米管、石墨烯或者氧化石墨烯及其衍生物。