[发明专利]一种双向驱动碳纳米管螺旋纤维复合材料结构的制备方法

摘要

一种双向驱动碳纳米管螺旋纤维复合材料结构的制备方法，属于材料科学技术领域。所述方法如下：碳纳米管薄膜的制备：采用化学气相沉积的方法进行碳纳米管薄膜的制备；碳纳米管螺旋纤维的制备：采用机械加捻的方法进行碳纳米管螺旋纤维的制备；配置环氧树脂固化体系：将固化剂加入液态环氧树脂中，搅拌均匀获得环氧树脂固化体系；双向驱动碳纳米管螺旋纤维复合材料结构的制备。本发明的优点是：制备的碳纳米管螺旋纤维具有多孔结构，并且内部的碳纳米管具有高度取向。制备的碳纳米管螺旋纤维复合材料实现了环氧树脂在碳纳米管螺旋纤维中的均匀灌注，通过控制环氧树脂模量的变化，实现复合材料的可控双向驱动。

主权项

1.一种双向驱动碳纳米管螺旋纤维复合材料结构的制备方法，其特征在于：所述方法按照以下步骤进行：步骤一：碳纳米管薄膜的制备：将催化剂二茂铁和生长促进剂升华硫溶解在液态碳源二甲苯中，得到催化剂、生长促进剂和碳源的混合溶液，二茂铁、升华硫和二甲苯的配制比例为每10~500mL的二甲苯溶解0.1~40g二茂铁粉末和0.002~1g的升华硫；采用精密注射泵将催化剂、生长促进剂和碳源的混合溶液注入管式炉预热区中汽化，H2/Ar载气将碳源、生长促进剂和催化剂带入管式炉反应区发生反应，形成碳纳米管薄膜；步骤二：碳纳米管螺旋纤维的制备：将步骤一得到的碳纳米管薄膜两端分别放置在马达和砝码上，转动马达，对碳纳米管薄膜进行机械加捻，得到碳纳米管螺旋纤维；步骤三：配置环氧树脂固化体系：将固化剂加入液态环氧树脂中，搅拌均匀获得环氧树脂固化体系，其中，所述的环氧树脂与固化剂的质量比为1~20：1；步骤四：双向驱动碳纳米管螺旋纤维复合材料结构的制备：将步骤二得到的碳纳米管螺旋纤维进行预拉伸，预拉伸应变为5~50%，并固定两端；之后将步骤三配置的环氧树脂固化体系均匀的涂覆在预拉伸的碳纳米管螺旋纤维上，常温下静置10~120 min；待环氧树脂固化体系均匀包覆并渗入碳纳米管螺旋纤维后，用直径1mm的针头刮去碳纳米管螺旋纤维表面多余的环氧树脂固化体系，随后在30~100 ℃条件下静置1~24 h，即得到双向驱动碳纳米管螺旋纤维复合材料结构。