[發明專利]一種一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性碳纖維的制備方法

在審

• 申請號: 202110810171.0
• 申請日: 2021-07-18
• 公開（公告）號: CN113463395A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 武清;白換換;葉紫怡;朱建鋒
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: D06M15/53
• 分類號: D06M15/53;D06M15/61;D06M15/37;D06M15/05;D06M11/44;D06M11/46;D06M15/59;D06M11/79;D06M11/64;D06M11/74;D06M23/00;C08J5/06;C08K9/04;C08K9/02
• 代理公司: 西安眾和至成知識產權代理事務所(普通合伙) 61249
• 代理人: 張震國

1.一種一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性碳纖維的制備方法，其特征在于該方法按如下步驟進行：

1)將碳纖維絲束在丙酮溶液中冷凝回流，然后用去離子水清洗干凈并真空干燥；

2)將步驟1)處理得到的碳纖維絲束在濃酸中處理后用去離子水清洗干凈并在真空干燥；

3)將一維納米材料分散在水或有機溶劑中，磁力攪拌使其分散均勻，得到質量分數為0.01％～5％的一維納米材料分散液；

4)將高分子胺類分散在有機溶劑中，磁力攪拌使其分散均勻，得到質量分數為0.1％～5％的高分子胺類分散液；

5)將步驟2)處理得到的碳纖維絲束均勻鋪放在濾膜上，沿垂直于碳纖維軸向的方向放置具有等間隙等間隔的模具，真空抽濾一維納米材料分散液，抽濾后移動模具使一維納米材料和高分子胺首尾相接排列，然后再抽濾高分子胺類分散液；將抽濾過的碳纖維絲束翻轉180°，沿垂直于碳纖維軸向的方向放置具有等間隙等間隔的模具，真空抽濾一維納米材料分散液，抽濾后移動模具使一維納米材料和高分子胺首尾相接排列，然后再抽濾高分子胺類分散液，干燥后得到一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性的碳纖維；

將步驟2)處理得到的碳纖維絲束均勻鋪放在濾膜上，沿垂直于碳纖維軸向的方向放置具有等間隙等間隔的模具，真空抽濾高分子胺類分散液，抽濾后移動模具使高分子胺和一維納米材料首尾相接排列，然后再抽濾一維納米材料分散液；將抽濾過的碳纖維絲束翻轉180°，沿垂直于碳纖維軸向的方向放置具有等間隙等間隔的模具，真空抽濾高分子胺類分散液，抽濾后移動模具使高分子胺和一維納米材料首尾相接排列，然后再抽濾一維納米材料分散液，干燥后得到一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性的碳纖維。

2.根據權利要求1所述的一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性碳纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)的碳纖維為長碳纖維。

3.根據權利要求1所述的一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟1)的回流溫度為80～100℃，回流時間為12～48h。

4.根據權利要求1所述的一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟2)的濃酸采用硝酸、硫酸或王水，濃酸處理溫度為80～100℃，時間為3～8h。

5.根據權利要求1所述的一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟3)一維納米材料長徑比＞10，直徑1～100nm的納米纖維素、碳納米管、氧化鋅納米線、二氧化鈦納米線或二氧化硅晶須。

6.根據權利要求1所述的一種一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟3)的磁力攪拌轉速為200～1000rpm/min，時間為30～120min；

所述步驟4)的磁力攪拌轉速為200～800rpm/min，時間為10～60min。

7.根據權利要求1所述的一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟4)的高分子胺類為聚醚胺、聚多巴胺、聚乙烯亞胺、聚丙烯亞胺、三聚氰胺、聚酰胺-胺型樹枝狀高分子、超支化聚酰胺或端氨基超支化聚合物。

8.根據權利要求1所述的一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟3)和4)的有機溶劑為丙酮、乙醇、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液。

9.根據權利要求1所述的一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟5)的模具間隙與間隔距離均為50～500μm。

10.根據權利要求1所述的一種一維納米材料/高分子胺類首尾交替排列改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟5)真空抽濾按一維納米材料分散液、高分子胺類分散液體積(ml):濾膜直徑(cm)＝(0.1～8):1。