[发明专利]离子液体为溶剂湿法纺丝制备远红外碳纳米导电纤维的方法

摘要

本发明涉及一种离子液体为溶剂湿法纺丝制备碳纳米导电纤维的方法。以天然高分子材料棉、毛、丝、麻以及木材为底物，碳纳米管和石墨烯为导电填料，咪唑型离子液体为溶剂，经溶解、分散、湿法纺丝、水洗再生及后处理，制备了一系列碳纳米导电纤维。该方法使用离子液体作为溶剂不仅可以解决有机溶剂对环境造成的污染问题，还可有效分散碳纳米导电填料，且所得的纺丝液具有高纺性。以漆酶和酚类化合物对碳纳米导电纤维进行后处理，可有效提高导电纤维的强度，大幅提高了导电纤维的应用性能。该导电纤维接通电源后可激发其自身发射波长范围为人体及植物细胞生长所需的远红外线，属于新型环保且具有保健功能的碳纳米导电纤维的制备方法。

主权项

1.一种离子液体为溶剂湿法纺丝制备碳纳米导电纤维的方法，所用离子液体选自如下阴阳离子组合中的一种或两种以上的混合物，阳离子为1‑R1‑3‑R2咪唑阳离子，其中R1＝CnH2n+1,n＝2,4；或R1＝C3H5；R2＝CmH2m+1，m＝1,2,4；阴离子X‑的类型为氯离子,甲酸根,乙酸根,丙酸根,苯甲酸根,磷酸二甲酯,磷酸二乙酯，磷酸二丁酯阴离子。工艺流程为：称取质量分数为0.5‑2％(wt％)的天然高分子材料，于一定量的离子液体中90‑120℃机械搅拌30min‑1h至完全溶解，得溶液1；称取与溶液1相同量的离子液体于研钵中，添加质量分数为2‑10％的碳纳米管，或2‑10％的石墨烯，或质量百分比为(1‑4％)碳纳米管:(4‑1％)石墨烯的混合物，常温研磨30min‑1h，得混合液2；将混合液2添加至90℃‑120℃的溶液1中机械搅拌混合1‑2h，得混合液3。将混合液3置于纺丝设备中，设置合适的纺丝流量、纺丝孔直径和纺丝喷头长径比，以去离子水为凝固液进行湿法纺丝。清洗后的纤维丝状物部分送入一定质量分数的漆酶和/或酚类化合物的水溶液中常温进行表面处理；部分直接30℃烘干。上述两部分丝状物烘干后可得导电性能优良的碳纳米导电纤维。将未经漆酶和/或酚类化合物处理的与处理后的碳纳米导电纤维相比较，经漆酶和/或酚类化合物处理的碳纳米导电纤维具有更好的机械性能。