[发明专利]一种一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性碳纤维的制备方法

权利要求书

1.一种一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性碳纤维的制备方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

1)将碳纤维丝束在丙酮溶液中冷凝回流，然后用去离子水清洗干净并真空干燥；

2)将步骤1)处理得到的碳纤维丝束在浓酸中处理后用去离子水清洗干净并在真空干燥；

3)将一维纳米材料分散在水或有机溶剂中，磁力搅拌使其分散均匀，得到质量分数为0.01％～5％的一维纳米材料分散液；

4)将高分子胺类分散在有机溶剂中，磁力搅拌使其分散均匀，得到质量分数为0.1％～5％的高分子胺类分散液；

5)将步骤2)处理得到的碳纤维丝束均匀铺放在滤膜上，沿垂直于碳纤维轴向的方向放置具有等间隙等间隔的模具，真空抽滤一维纳米材料分散液，抽滤后移动模具使一维纳米材料和高分子胺首尾相接排列，然后再抽滤高分子胺类分散液；将抽滤过的碳纤维丝束翻转180°，沿垂直于碳纤维轴向的方向放置具有等间隙等间隔的模具，真空抽滤一维纳米材料分散液，抽滤后移动模具使一维纳米材料和高分子胺首尾相接排列，然后再抽滤高分子胺类分散液，干燥后得到一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性的碳纤维；

将步骤2)处理得到的碳纤维丝束均匀铺放在滤膜上，沿垂直于碳纤维轴向的方向放置具有等间隙等间隔的模具，真空抽滤高分子胺类分散液，抽滤后移动模具使高分子胺和一维纳米材料首尾相接排列，然后再抽滤一维纳米材料分散液；将抽滤过的碳纤维丝束翻转180°，沿垂直于碳纤维轴向的方向放置具有等间隙等间隔的模具，真空抽滤高分子胺类分散液，抽滤后移动模具使高分子胺和一维纳米材料首尾相接排列，然后再抽滤一维纳米材料分散液，干燥后得到一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性的碳纤维。

2.根据权利要求1所述的一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的碳纤维为长碳纤维。

3.根据权利要求1所述的一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤1)的回流温度为80～100℃，回流时间为12～48h。

4.根据权利要求1所述的一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的浓酸采用硝酸、硫酸或王水，浓酸处理温度为80～100℃，时间为3～8h。

5.根据权利要求1所述的一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤3)一维纳米材料长径比＞10，直径1～100nm的纳米纤维素、碳纳米管、氧化锌纳米线、二氧化钛纳米线或二氧化硅晶须。

6.根据权利要求1所述的一种一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤3)的磁力搅拌转速为200～1000rpm/min，时间为30～120min；

所述步骤4)的磁力搅拌转速为200～800rpm/min，时间为10～60min。

7.根据权利要求1所述的一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤4)的高分子胺类为聚醚胺、聚多巴胺、聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺、三聚氰胺、聚酰胺-胺型树枝状高分子、超支化聚酰胺或端氨基超支化聚合物。

8.根据权利要求1所述的一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤3)和4)的有机溶剂为丙酮、乙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液。

9.根据权利要求1所述的一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤5)的模具间隙与间隔距离均为50～500μm。

10.根据权利要求1所述的一种一维纳米材料/高分子胺类首尾交替排列改性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤5)真空抽滤按一维纳米材料分散液、高分子胺类分散液体积(ml):滤膜直径(cm)＝(0.1～8):1。