[发明专利]一种基于高分子胺类凹凸结构改性碳纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种基于高分子胺类凹凸结构改性碳纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(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分别在浓酸和氯化亚砜中处理，然后用去离子水清洗干净并真空干燥；

(3)将高分子胺类分散在有机溶剂中，搅拌使其分散均匀，得到质量分数为0.5％～10％的高分子胺类分散液；

(4)将步骤(2)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周期性间隙的模具，然后真空抽滤高分子胺类分散液使其沉积在碳纤维丝束表面；接着将沉积有高分子胺类分散液的碳纤维丝束翻转180°，沿垂直于碳纤维轴向的方向放置具有周期性间隙的模具，再真空抽滤高分子胺类分散液使其沉积在碳纤维丝束另一表面；真空干燥后得到基于高分子胺类凹凸结构改性碳纤维。

2.根据权利要求1所述的高分子胺类凹凸结构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所述的基于高分子胺类凹凸结构改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的冷凝回流温度为80～100℃，时间为12～48h。

4.根据权利要求1所述的基于高分子胺类凹凸结构改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的浓酸是硝酸、硫酸或王水，浓酸处理温度为80～100℃，时间为3～8h；氯化亚砜处理温度为70～90℃，时间为12～48h。

5.根据权利要求1所述的基于高分子胺类凹凸结构改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的高分子胺类是双端带氨基的高分子胺类或多氨基高分子胺类。

6.根据权利要求5所述的基于高分子胺类凹凸结构改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述双端带氨基的高分子胺类是聚醚胺、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。

7.根据权利要求1所述的基于高分子胺类凹凸结构改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的有机溶剂是丙酮、乙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二氯甲烷或三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液。

8.根据权利要求1所述的基于高分子胺类凹凸结构改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)真空抽滤按高分子胺类分散液体积(ml):滤膜直径(cm)＝(0.1～8):1。

9.根据权利要求1所述的基于高分子胺类凹凸结构改性碳纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中模具的间隙为100～500μm，间隙间隔为50～500μm，且间隙间隔可调。

10.根据权利要求1所述的制备方法制成的基于高分子胺类凹凸结构改性碳纤维，其特征在于，所述高分子胺类凹凸结构改性碳纤维的圆周表面均匀分布有凹凸结构，以碳纤维表面作为基准面，凸区为高出基准面的区域，高度为10nm～30μm；凹区相对凸区而言，凹区的高度小于凸区高度的1/2，且高度为0～100nm。