[发明专利]碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体及其制备方法

权利要求书

1.碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体，其特征在于碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体按重量份数比由2～6份经1，6己二胺修饰的碳纳米管和100份表面有酰氯官能团的碳纤维结合制成；碳纳米管通过化学键连接于碳纤维表面。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体，其特征在于碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体按重量份数比由3～5份经1，6己二胺修饰的碳纳米管和100份表面有酰氯官能团的碳纤维结合制成。

3.如权利要求1所述碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体按以下步骤制备：一、预处理碳纳米管：将碳纳米管放入硫酸与硝酸的混合溶液中1s脉冲超声波处理8～12min，然后再在95～105℃的条件下回流44±0.1h，之后过滤并洗涤固相物至中性再烘干和研磨；二、将经过预处理的碳纳米管放入SOCl₂中1s脉冲超声波处理8～12min，然后加入N，N-二甲基甲酰胺在76±2℃的条件下恒温磁力搅拌48±1h；三、过滤，并洗涤、烘干和研磨固相物，然后将固相物放入N，N-二甲基甲酰胺与1，6己二胺的混合溶液中在70±1℃的环境中反应48±1h；四、过滤，并洗涤、烘干固相物，得到经1，6己二胺修饰的碳纳米管；五、制备表面有酰氯官能团的碳纤维：将碳纤维放入硝酸溶液中浸泡4±0.1h，然后取出碳纤维用丙酮洗涤至中性并干燥，再放入N，N-二甲基甲酰胺与SOCl₂的混合溶液中反应48±1h，之后取出表面有酰氯官能团的碳纤维洗涤并干燥；六、将经1，6己二胺修饰的碳纳米管和表面有酰氯官能团的碳纤维按2～6∶100的重量比后放入N，N-二甲基甲酰胺中在70±1℃的环境中反应72±1h，然后用丙酮洗涤并过滤，即得到碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体。

4.根据权利要求3所述的碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于步骤一中将500mg碳纳米管放入80mL硫酸与硝酸的混合溶液。

5.根据权利要求3或4所述的碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于步骤一中硫酸与硝酸的混合溶液由纯度为分析纯的硫酸和纯度为分析纯的硝酸按3∶1的体积比组成。

6.根据权利要求3所述的碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于步骤二中将经过预处理的500mg碳纳米管放入50mL SOCl₂，加入的N，N-二甲基甲酰胺为1mL。

7.根据权利要求3所述的碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于步骤三中将500mg固相物放入30～32mL N，N-二甲基甲酰胺与1，6己二胺的混合溶液。

8.根据权利要求3或7所述的碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于步骤三中N，N-二甲基甲酰胺与1，6己二胺的混合溶液由N，N-二甲基甲酰胺和1，6己二胺按30mL N，N-二甲基甲酰胺、2g 1，6己二胺的比例组成。

9.根据权利要求3所述的碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于步骤五中将200mg碳纤维放入50mL硝酸溶液，然后取出碳纤维用丙酮洗涤至中性并干燥，再放入由N，N-二甲基甲酰胺和SOCl₂按1∶50的体积比混合的51mLN，N-二甲基甲酰胺与SOCl₂的混合溶液。

10.根据权利要求3所述的碳纳米管连接碳纤维多尺度增强体的制备方法，其特征在于步骤六中1，6己二胺修饰的碳纳米管与表面有酰氯官能团的碳纤维的总体积是N，N-二甲基甲酰胺体积的1/10～1/3。