[发明专利]一种石墨烯/聚酰亚胺复合碳纤维的制备方法有效

专利信息
申请号: 201610252812.4 申请日: 2016-04-22
公开(公告)号: CN107304490B 公开(公告)日: 2021-01-19
发明(设计)人: 马兆昆;李娜;宋怀河 申请(专利权)人: 北京化工大学
主分类号: D01F9/24 分类号: D01F9/24;D01F9/12;D01F6/94;C08G73/10
代理公司: 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 代理人: 张立改
地址: 100029 *** 国省代码: 北京;11
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摘要: 发明涉及一种石墨烯/聚酰亚胺复合碳纤维的制备方法。包括:(1)氧化石墨烯/聚酰胺酸纺丝液;(2)制备氧化石墨烯/聚酰亚胺复合纤维;(3)制备石墨烯/聚酰亚胺复合碳纤维及石墨纤维。本发明克服了聚酰胺酸纺丝成形困难的问题,改善了聚酰胺酸溶液的可纺性,石墨烯的添加促进了复合纤维和碳纤维的取向,并诱导了复合纤维的碳化和石墨化,提高了最终复合碳纤维及石墨纤维的机械性能和传导性能,对制备高强高模、高导热、导电等性能好的碳纤维具有很好的实用意义。
搜索关键词: 一种 石墨 聚酰亚胺 复合 碳纤维 制备 方法
【主权项】:
一种石墨烯/聚酰亚胺复合碳纤维的制备方法包括如下步骤:(1)将氧化石墨烯超声分散在有机溶剂中,即得氧化石墨烯悬浮液;(2)将氧化石墨烯悬浮液加入反应器中,通入惰性气体(氮气或氩气),加入4,4'‑二氨基二苯醚(ODA),搅拌待其溶解后,分批加入均苯四甲酸二酐(PMDA),在‑15~25℃进行低温缩聚反应3‑15h,获得氧化石墨烯/聚酰胺酸混合溶液,静置、真空脱泡;(3)将氧化石墨烯/聚酰胺酸纺丝液加入到纺丝釜中,在一定压力下进行溶液纺丝,得到氧化石墨烯/聚酰胺酸初生纤维,凝固浴为乙醇和水的混合液,将初生纤维在一定牵伸力作用下真空干燥而后进行热亚胺化处理,得到氧化石墨烯/聚酰亚胺复合纤维;(4)将上述得到的复合纤维进行碳化处理,得到石墨烯/聚酰亚胺复合碳纤维;(5)将上述复合碳纤维进行石墨化处理,得到高性能石墨烯/聚酰亚胺复合石墨纤维。
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  • 2016-04-21 - 2018-07-06 - D01F9/24
  • 本发明公开了一种具有高比表面积纳米炭纤维的制备方法,采用具有低分子量的甲阶酚醛树脂作为炭前驱体,以具有较高分子量的聚合物作为纺丝助剂,通过向原液中添加含硅有机物的方式,得到纺丝原液。经静电纺丝技术制备出具有纳米尺寸的初纺纤维,再经固化、炭化以及酸洗等过程,制备出具有高比表面积的多孔纳米炭纤维,该方法通过对造孔剂加入量的控制,实现对纳米炭纤维的比表面积的调控,具有工艺简单,可操作性强等优点。
  • 一种高比表面中空管状碳纳米纤维的制备方法-201711055360.1
  • 张宝亮;王继启;呼延钰;张秋禹;张和鹏 - 西北工业大学
  • 2017-10-31 - 2018-03-23 - D01F9/24
  • 本发明涉及一种高比表面中空管状碳纳米纤维的制备方法,采用双油相体系中的超交联聚合,一步制备得到了具有中空结构的管状纳米纤维,该纤维经过碳化可以得到高比表面中空管状碳纳米纤维,该方法反应条件温和,可操作性、可工业化性强。所制备的高比表面中空管状碳纳米纤维直径可以在100‑300nm范围内可调,比表面积可以达到500m2/g以上,管壁厚度在30‑130nm范围可控。制得的中空管状碳纳米纤维在吸附分离及负载、能源与催化领域有广阔的应用前景。
  • 一种带状多孔纳米碳纤维的制备方法-201711004553.4
  • 马昌;曹二闯;徐建康;李正一;李晓杰;郑亮 - 天津工业大学
  • 2017-10-19 - 2018-02-23 - D01F9/24
  • 本发明涉及一种带状多孔纳米碳纤维及其制备方法,属于新材料技术领域。其制备方法包括步骤(1)将无机盐、酚醛树脂、聚乙烯吡咯烷酮、有机溶剂按照一定比例配制成溶液;(2)静电纺丝制备纳米碳纤维原丝;(3)原丝经固化、碳化、酸洗得到带状多孔纳米碳纤维。该方法工艺简单、成本低廉,适合大规模连续生产;所制备的碳纤维由于其带状截面而具有良好的柔韧性,具有自支撑成膜特征,可以任意弯曲而不破损;同时,所制备的碳纤维含有丰富的中孔结构,在吸附、催化、电容器等领域具有潜在应用。
  • 一种高比表面杂化碳纳米纤维的制备方法-201711039190.8
  • 张宝亮;王继启;呼延钰;张秋禹;张和鹏 - 西北工业大学
  • 2017-10-31 - 2018-02-23 - D01F9/24
  • 本发明涉及一种高比表面杂化碳纳米纤维的制备方法,采用双油相体系,通过超交联聚合反应制备得到超交联中空管状纳米纤维,在经过金属离子浸渍、高温真空煅烧制备得到了系列新颖结构的高比表面杂化碳纳米纤维。所制备的高比表面杂化碳纳米纤维表现为中空管状,管内负载无机颗粒的结构,无机颗粒可以是铁磁性颗粒、也可以是金属纳米颗粒,无机颗粒的含量可以在较大范围内调控。该方法工艺简单,工业化前景广阔,所得到的高比表面杂化碳纳米纤维在催化、环境、能源、防御等领域有重要的应用价值。
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