[发明专利]碳纤维和碳薄膜及其制造方法

权利要求书

1.一种制造碳纤维的方法，该方法包含：

将一种第一组分的溶液和一种第二组分的溶液通过双组分挤出装置挤出，形成一种包含第一组分和第二组分的双组分聚合物纤维；以及

拉伸该双组分聚合物纤维，形成牵引的双组分聚合物纤维；

其中，该第一组分包含含丙烯腈的聚合物。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包含使该牵引的双组分聚合物纤维稳定化。

3.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包含将该牵引的或稳定化的双组分聚合物纤维的第一组分与第二组分分离。

4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包含将该双组分聚合物纤维的第一组分炭化。

5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包含将该已炭化的双组分聚合物纤维的第一组分石墨化。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该挤出包含凝胶-挤出。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该挤出包含溶液-挤出。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该牵引的双组分聚合物纤维的平均直径约为100nm至约为1mm。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该稳定化包含在张力下将该牵引的聚合物纤维稳定化。

10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该稳定化包含在氧化性环境中将该牵引的聚合物纤维稳定化。

11.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该稳定化包含在约200℃至约400℃的温度下将该牵引的聚合物纤维稳定化少于或等于约36小时。

12.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该分离包含将第二组分从牵引的或稳定化的双组分聚合物纤维中溶解出去；对牵引的或稳定化的双组分聚合物纤维进行声波震荡处理以降低第一组分与第二组分之间的任何界面相互作用；加热使第二组分熔化，以离开牵引的或稳定化的双组分聚合物纤维；加热使第二组分烧掉，以离开牵引的或稳定化的双组分聚合物纤维；或者上述至少两种的组合。

13.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该分离与稳定化同时发生。

14.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该炭化包含在张力下将稳定化的聚合物纤维炭化。

15.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该炭化包含在惰性环境中将稳定化的聚合物纤维炭化。

16.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该炭化包含在约500℃至约1800℃的温度下将该稳定化的聚合物纤维炭化少于或等于约2小时。

17.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该石墨化包含在张力下将炭化的聚合物纤维石墨化。

18.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该石墨化包含在含非氮气的惰性环境中将炭化的聚合物纤维石墨化。

19.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该石墨化包含在约1800℃至约2800℃的温度下将该炭化的聚合物纤维石墨化少于或等于约1小时。

20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该碳纤维的平均直径约为10nm至约10μm。

21.一种碳纤维，它是采用上述权利要求中任一项所述的方法制得的。

22.一种制造碳纤维的方法，它包含：

使碳纳米管(CNT)与含丙烯腈的聚合物接触，形成一种第一组分溶液；

挤出该第一组分溶液与一种第二组分溶液，形成一种双组分聚合物-CNT纤维前体，该前体包含一种第一组分和一种第二组分；以及

拉伸该双组分聚合物-CNT纤维前体，形成一种牵引的双组分聚合物-CNT纤维。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，还包含使该牵引的双组分聚合物-CNT纤维稳定化。

24.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包含将该牵引的或稳定化的双组分聚合物-CNT纤维的第一组分与第二组分分离。