[發明專利]一種碳納米材料改性超高分子量聚乙烯纖維及其制備方法

在審

• 申請號: 202010532257.7
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111705501A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 劉方彪;王丹勇;李樹虎;秦貞明;魏化震;陳以蔚;張海云;李福強;張建芹
• 申請（專利權）人: 山東非金屬材料研究所
• 主分類號: D06M10/00
• 分類號: D06M10/00;D06M11/74;D06M10/06;D06M101/20
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

1.一種碳納米材料改性超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其包括下述步驟：

（1）在150~250W的功率和氧氣含量5~50%的氣氛條件下，等離子體處理超高分子量聚乙烯纖維3~7min；

（2）將碳納米材料分散于溶劑中，配制成碳納米材料濃度為0.2~4wt%的分散液；

（3）將等離子體處理過的超高分子量聚乙烯纖維，放入碳納米材料分散液中進行超聲浸潤；

（4）將表面浸潤有碳納米材料的超高分子量聚乙烯纖維烘干；

（5）在150~250W的功率和氧氣含量5~50%的氣氛條件下，再次等離子處理超高分子量聚乙烯纖維3~7min，使其表面覆蓋的碳納米材料，與超高分子量聚乙烯纖維接枝固定。

2.根據權利要求1所述碳納米材料改性超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：所述氧氣含量5~50%的氣氛為空氣氣氛、氧氣和氮氣氣氛、氧氣和氬氣氣氛中的任一種。

3.根據權利要求1所述碳納米材料改性超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：所述碳納米材料為碳納米管、石墨烯或碳納米管與石墨烯的混合。

4.根據權利要求3所述碳納米材料改性超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：所述碳納米管分散液中碳納米管濃度為0.3~3wt%；所述石墨烯分散液中石墨烯濃度為0.3~3wt%；所述碳納米管和石墨烯混合分散液中碳納米管濃度為0.1~2wt%，石墨烯濃度為0.1~2wt%。

5.根據權利要求3或4所述碳納米材料改性超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：所述碳納米管為單壁碳納米管、多壁碳納米管、羧基化碳納米管、羥基化碳納米管或氨基化碳納米管中的任一種；所述石墨烯為氧化石墨烯、未官能化石墨烯、羧基化石墨烯、羥基化石墨烯或氨基化石墨烯中的任一種。

6.根據權利要求1所述碳納米材料改性超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：所述溶劑為水、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮中的任一種。

7.根據權利要求1所述碳納米材料改性超高分子量聚乙烯纖維的制備方法，其特征在于：所述超聲浸潤的超聲功率為200W、頻率40KHz，時間5~15min。

8.一種根據權利要求1所述方法制備的碳納米材料改性超高分子量聚乙烯纖維，其特征在于：其表面接枝覆蓋有碳納米材料，所述碳納米材料的含量為0.08wt%~0.79wt%。