[發(fā)明專利]一種基于一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性碳纖維及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110810178.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113417135A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武清;白換換;葉紫怡;朱建鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): D06M11/44
• 分類號(hào): D06M11/44;D06M11/46;D06M11/74;D06M11/79;D06M15/05;D06M101/40
• 代理公司: 西安眾和至成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61249
• 代理人: 張震國(guó)

1.一種基于一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性碳纖維的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

1)碳纖維表面去劑處理；將碳纖維絲束置于丙酮溶液中冷凝回流，然后用去離子水清洗干凈，真空干燥備用；

2)配制一維納米材料分散液；將一維納米材料分散在水或有機(jī)溶劑中，攪拌使其分散均勻，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％～5％的一維納米材料分散液；

3)碳纖維表面凹凸結(jié)構(gòu)改性處理；將步驟1)處理得到的碳纖維絲束均勻鋪放在濾膜上，在碳纖維絲束上沿垂直于碳纖維軸向的方向放置具有周期性均勻間隙的模具，真空抽濾一維納米材料分散液使其沉積在碳纖維絲束表面；然后取出模具，將碳纖維絲束翻轉(zhuǎn)180°，沿垂直于碳纖維軸向的方向具有周期性均勻間隙的模具，再真空抽濾一維納米材料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一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性的碳纖維。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)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(zhǎng)碳纖維。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中冷凝回流溫度為80～100℃，時(shí)間為12～48h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中一維納米材料選自納米管、納米線或晶須中的一種，且其長(zhǎng)徑比＞10，直徑為1～120nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述納米管為碳納米管；所述納米線為納米纖維素、氧化鋅納米線或二氧化鈦納米線；所述晶須為二氧化硅晶須。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中的有機(jī)溶劑為丙酮、乙醇、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二氯甲烷、二甲苯、苯酚或醋酸乙酯。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中的攪拌為磁力攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為200～800rpm/min，攪拌時(shí)間為30～120min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟3)中模具間隙的寬度為10～500μm，模具間隙寬度＞一維納米材料的長(zhǎng)度，模具間隙間隔10～500μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性碳纖維的制備方法，其特征在于：所述步驟3)真空抽濾按一維納米材料分散液體積(ml):濾膜直徑(cm)＝(0.1～8):1。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法制得的基于一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性碳纖維，其特征在于：所述的基于一維納米材料凹凸結(jié)構(gòu)改性的碳纖維以碳纖維表面作為基準(zhǔn)面，凸區(qū)高度為1nm～5μm；凹區(qū)的高度＜凸區(qū)高度的1/2，其高度為0～2.5μm。