[发明专利]一种高取向高致密化碳纳米管膜及其制备方法

权利要求书

1.一种高取向高致密化碳纳米管膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，制备碳纳米管膜；

第二步，对碳纳米管膜进行牵伸，牵伸率为20%～40%；

第三步，对牵伸后的碳纳米管膜进行加压密实；所述的加压密实方法采用物理密实方法或化学密实方法；

第四步，如果密实后碳纳米管膜满足性能要求，则结束；否则重复牵伸和密实1～3次，直至牵伸后碳纳米管膜的断裂伸长率不高于5%，或者满足取向度的要求；每次牵伸的牵伸率小于上一次牵伸的牵伸率。

2.根据权利要求1所述的一种高取向高致密化碳纳米管膜的制备方法，其特征在于：二次牵伸的牵伸率为5%～15%。

3.根据权利要求1所述的一种高取向高致密化碳纳米管膜的制备方法，其特征在于：第一步中所述的碳纳米管膜采用气相沉积法进行制备，碳纳米管膜由几十至几百层0.1μm的薄膜单元构成，所述薄膜单元内碳纳米管交叉堆积，呈无规状态分布；气相沉积法碳纳米管膜的制备包括以下步骤：（1）在惰性气体的保护作用下，将碳源乙醇、噻吩与催化剂二茂铁混合体系注入高温管式炉中；（2）在高温管式炉的另一端采用缠绕装置收集形成的碳纳米管气凝胶，单层碳纳米管气凝胶薄膜厚度为0.1μm，采用挥发性溶液喷洒于碳纳米管气凝胶，挥发性溶液挥发后形成碳纳米管膜，随着缠绕碳纳米管气凝胶厚度变化，最终碳纳米管膜厚度几微米至几百微米。

4.根据权利要求1所述的一种高取向高致密化碳纳米管膜的制备方法，其特征在于：第二步中，牵伸所用碳纳米管膜的长度与宽度比不低于3；牵伸速度0.1～0.5mm/min。

5.根据权利要求1所述的一种高取向高致密化碳纳米管膜的制备方法，其特征在于：所述物理密实方法包括以下步骤：

（a）在碳纳米管膜与密实用平板模具中间放置一层隔离膜；

（b）将碳纳米管膜夹在两个平整的平板模具中，该平板模具由刚性材料制备；

（c）将放好碳纳米管膜的平板模具置于加压装置中均匀加压，压力0.5～3.0MPa，加压时间不低于10分钟，卸掉压力并将碳纳米管膜从平板模具中取出。

6.根据权利要求1所述的一种高取向高致密化碳纳米管膜的制备方法，其特征在于：所述化学密实方法具体为：将牵伸后的碳纳米管膜浸入丙酮、乙醇或苯溶剂中，浸润10～30分钟，将碳纳米管膜取出，放于真空烘箱内，加热至50～80℃促进溶剂挥发，溶剂挥发同时，碳纳米管膜逐渐密实。

7.一种高取向高致密化碳纳米管膜，其特征在于：采用权利要求1中所述的制备方法制备得到的碳纳米膜，具有高取向和高致密度，取向度为5.5～9.2之间，致密度为0.68～1.12g/cm³。