一种基于碳纳米管的复合材料纤维及其制备方法

摘要

本发明提供了一种基于碳纳米管的复合材料纤维及其制备方法，该复合材料纤维是通过先将碳纳米管表面进行修饰处理，再与聚合物单体、引发剂、助剂等聚合得到复合材料原液，原液经纺丝制备得到含重量百分比含量为0.1-10％碳纳米管的复合材料纤维，该复合材料纤维的断裂强度为3-20CN/dtex，纤维体电阻率为10²-10⁸Ω·cm，并且碳纳米管在基体中分散均匀，可用于材料增强、导电、抗静电、导热、电磁屏蔽等领域。

主权项

1.一种基于碳纳米管的复合材料纤维，其特征在于该复合材料纤维是由下述方法制备的：①将碳纳米管在强酸中超声2-8小时，经清洗、过滤、干燥后得到纯化的碳纳米管；②将其放入含1-30％重量百分比的表面活性剂水溶液中，静置6-50小时，经干燥，碾磨后得到修饰的碳纳米管；③将修饰的碳纳米管0.1-15g和单体40-80g、引发剂0.1-0.2g、助剂0.5-4g和溶剂100-500g在聚合釜中进行聚合，其中聚合温度为60-80℃，聚合时间为0.5-2小时，制备得复合材料原液；④原液经溶液纺丝制备得到含重量百分比含量为0.1-10％碳纳米管的复合材料纤维，其中纺丝温度为50-90℃，喷丝孔的孔径为0.08-1毫米，凝固浴温度为-5℃-20℃，牵伸速度为5-20m/min；其中所述的碳纳米管的直径为1-100纳米，长度为2-10微米，碳纳米管的管壁数为1-70；所述的强酸为浓硫酸和浓硝酸的混酸，体积比为3∶1；所述的表面活性剂为聚环氧乙烷、五氧乙烯十二烷基醚、十二烷基三甲基溴化胺、十六烷基三甲基铵氯、阿拉伯胶、烷基硫酸钠或淀粉中的一种或一种以上；所述的单体为丙烯腈、醋酸乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸钠或衣康酸中的一种或一种以上；所述的引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的一种；所述的助剂为二氧化硫脲或异丙醇中的一种或一种以上；所用的溶剂为重量百分比为51％的硫氰酸钠水溶液、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的一种。