[發(fā)明專利]一種基于高分子胺類凹凸結構改性碳纖維及其制備方法

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• 申請日: 2021-07-18
• 公開（公告）號: CN113430832A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 武清;白換換;鄧昊;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;D06M15/37;D06M15/61;D06M15/59;D06M23/00;D06M101/40
• 代理公司: 西安眾和至成知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 61249
• 代理人: 張震國

1.一種基于高分子胺類凹凸結構改性碳纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(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分別在濃酸和氯化亞砜中處理，然后用去離子水清洗干凈并真空干燥；

(3)將高分子胺類分散在有機溶劑中，攪拌使其分散均勻，得到質量分數(shù)為0.5％～10％的高分子胺類分散液；

(4)將步驟(2)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周期性間隙的模具，然后真空抽濾高分子胺類分散液使其沉積在碳纖維絲束表面；接著將沉積有高分子胺類分散液的碳纖維絲束翻轉180°，沿垂直于碳纖維軸向的方向放置具有周期性間隙的模具，再真空抽濾高分子胺類分散液使其沉積在碳纖維絲束另一表面；真空干燥后得到基于高分子胺類凹凸結構改性碳纖維。

2.根據(jù)權利要求1所述的高分子胺類凹凸結構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(jù)權利要求1所述的基于高分子胺類凹凸結構改性碳纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)的冷凝回流溫度為80～100℃，時間為12～48h。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于高分子胺類凹凸結構改性碳纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)的濃酸是硝酸、硫酸或王水，濃酸處理溫度為80～100℃，時間為3～8h；氯化亞砜處理溫度為70～90℃，時間為12～48h。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于高分子胺類凹凸結構改性碳纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)的高分子胺類是雙端帶氨基的高分子胺類或多氨基高分子胺類。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于高分子胺類凹凸結構改性碳纖維的制備方法，其特征在于，所述雙端帶氨基的高分子胺類是聚醚胺、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。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于高分子胺類凹凸結構改性碳纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)的有機溶劑是丙酮、乙醇、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二氯甲烷或三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液。

8.根據(jù)權利要求1所述的基于高分子胺類凹凸結構改性碳纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)真空抽濾按高分子胺類分散液體積(ml):濾膜直徑(cm)＝(0.1～8):1。

9.根據(jù)權利要求1所述的基于高分子胺類凹凸結構改性碳纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中模具的間隙為100～500μm，間隙間隔為50～500μm，且間隙間隔可調。

10.根據(jù)權利要求1所述的制備方法制成的基于高分子胺類凹凸結構改性碳纖維，其特征在于，所述高分子胺類凹凸結構改性碳纖維的圓周表面均勻分布有凹凸結構，以碳纖維表面作為基準面，凸區(qū)為高出基準面的區(qū)域，高度為10nm～30μm；凹區(qū)相對凸區(qū)而言，凹區(qū)的高度小于凸區(qū)高度的1/2，且高度為0～100nm。