[發(fā)明專利]一種碳納米管復(fù)合紗線及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110279351.0
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113089149B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉宇清;何宇;方劍;潘志娟
• 申請（專利權(quán)）人: 南通紡織絲綢產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院;蘇州大學(xué)
• 主分類號: D02G3/44
• 分類號: D02G3/44;D02G3/16
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 向亞蘭

1.一種碳納米管復(fù)合紗線的制備方法，所述制備方法采用的原料包括碳納米管和石墨烯，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)將多根碳納米管或多個碳納米管束合股，浸潤有機(jī)溶劑，加捻，制成碳納米管初級紗，所述加捻采用的捻度角為5-20°，在所述合股過程中，碳納米管的根數(shù)或多個碳納米管束包含的碳納米管的根數(shù)為3-21根，所述碳納米管束的平均直徑為40-60nm；

(2)將按照步驟(1)制成的多個碳納米管初級紗分別浸入第一石墨烯分散液中，合股，烘干，加捻，制成碳納米管復(fù)合初紗，然后將制成的所述碳納米管復(fù)合初紗浸入第二石墨烯分散液中，烘干，制成所述碳納米管復(fù)合紗線；其中，所述加捻采用的捻度角為5-10°，所述第一石墨烯分散液、所述第二石墨烯分散液分別通過將石墨烯分散在水中制成，所述第一石墨烯分散液或所述第二石墨烯分散液中石墨烯的濃度為2～4mg/mL，所述碳納米管復(fù)合初紗包含5-63個碳納米管初級紗。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合紗線的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述有機(jī)溶劑為選自甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、氯仿中的一種或多種的組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合紗線的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述制備方法還包括在進(jìn)行所述加捻之前的烘干步驟。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合紗線的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述石墨烯的片徑為500nm-5μm，厚度為1～5nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合紗線的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述第一石墨烯分散液、所述第二石墨烯分散液分別通過如下方法制備而得：使石墨烯在超聲作用下分散在純水中；所述超聲作用中，將純水的水溫控制在15-25℃，超聲功率控制在300-400W，超聲時間為2-3h，且每隔20-40min攪拌一次。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管復(fù)合紗線的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，碳納米管通過陣列紡絲制備，所述陣列紡絲采用的碳納米管陣列通過如下方法制備而得：將石英基底置于CVD管式爐中，在氬氣和氫氣存在下、在700-1200℃下、在催化劑存在下通入碳源氣體，生長，停止通入氫氣和碳源氣體，在氬氣保護(hù)下降溫，直至室溫，制成；其中，所述催化劑為二茂鐵和二甲苯的混合液，所述混合液中二茂鐵的濃度為0.04-0.08g/mL，所述氫氣和所述氬氣的流量比為1-3∶8。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳納米管復(fù)合紗線的制備方法，其特征在于，所述碳納米管為單壁碳納米管、多壁碳納米管或者它們的組合；所述碳源氣體為乙炔，所述乙炔的流量為0.005-0.05L/min，所述生長的時間為2-15min。

8.一種權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的制備方法制成的碳納米管復(fù)合紗線。