[发明专利]碳纳米管复合膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合膜，尤其涉及一种碳纳米管复合膜。 

背景技术

自九十年代初以来，以碳纳米管为代表的纳米材料以其独特的结构和性质引起了人们极大的关注。近几年来，随着碳纳米管及纳米材料研究的不断深入，其广阔的应用前景不断显现出来。例如，由于碳纳米管所具有的独特的电磁学、光学、力学、化学等性能，大量有关其在场发射电子源、传感器、新型光学材料、软铁磁材料等领域的应用研究不断被报道。 

特别地，碳纳米管与其他材料例如金属、半导体或者聚合物等的复合可以实现材料的优势互补或加强。碳纳米管具有较大的长径比和中空的结构，具有优异的力学性能，可作为一种超级纤维，对复合材料起到增强作用。此外，碳纳米管具有优异的导热性能，利用碳纳米管的导热性能使该复合材料具有良好的热传导性。然而，碳纳米管除了具有优异的导热性能外，其也具有良好的导电性能，所以碳纳米管与其他材料例如金属、半导体或者聚合物等所形成的复合材料也具有优异的导电性能。 

碳纳米管复合材料的制备方法通常有原位聚合法、溶液共混法和熔体共混法。碳纳米管复合膜是碳纳米管复合材料实际应用的一种重要形式。碳纳米管复合膜一般通过丝网印刷法、旋转甩涂法、含碳材料热解法或者液相化学沉积法来形成。所形成的碳纳米管复合膜具有致密性好和均匀分散性好的优点。 

然而，现有的碳纳米管复合膜的制备方法较为复杂，且，碳纳米管是沿各个方向随机分布在碳纳米管复合膜中。这样碳纳米管在碳纳米管复合膜中分散不均匀，致使得到的碳纳米管复合膜机械强度和韧性较差，容易破裂，影响了碳纳米管复合膜的热学性能和电学性能。通过对碳纳米管进行化学改性后制备的碳纳米管复合膜(请参见Surface Resistivity and RheologicalBehaviors of Carboxylated Multiwall Carbon Nanotube-Filled PET Composite Film，Dae Ho Shin，Journal of Applied Polymer Science，V 99n3，p900-904(2006))，虽然电学性能有所提高，但是由于要在加热的条件下进行，从而限制了与碳纳米管复合的材料的类型。 

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种碳纳米管复合膜及其制备方法，所得到的碳纳米管复合膜具有良好的导电性能、良好的机械强度和韧性，且该制备方法简单、易于规模化生产。 

一种碳纳米管复合膜，其包括：一自支撑的碳纳米管膜，该自支撑的碳纳米管膜包括多个碳纳米管；以及一导电材料，其中，该导电材料包覆于碳纳米管表面。 

一种碳纳米管复合膜，包括导电材料和多个碳纳米管，其中，该导电材料包覆于每一碳纳米管的表面，该多个碳纳米管沿同一方向择优取向排列并通过范德华力首尾相连。 

与现有技术比较，本发明碳纳米管复合膜具有以下优点：其一，碳纳米管复合膜中包含多个通过范德华力首尾相连且择优取向排列的碳纳米管，从而使碳纳米管复合膜具有更好的机械强度及韧性。其二，碳纳米管复合膜中每根碳纳米管表面均形成有金属导电层，比现有技术中的无序的碳纳米管复合膜具有更好的导电性。 

附图说明

图1是本发明实施例碳纳米管复合膜的结构示意图。 

图2是本发明实施例碳纳米管复合膜中单根碳纳米管的结构示意图。 

图3是本发明实施例碳纳米管复合膜的制造方法的流程图。 

图4是本发明实施例碳纳米管复合膜的制造装置的结构示意图。 

图5是本发明实施例的碳纳米管膜扫描电镜照片。 

图6是本发明实施例碳纳米管复合膜的扫描电镜照片。 

图7是本发明实施例碳纳米管复合膜的透射电镜照片。 

具体实施方式 

以下将结合附图详细说明本发明实施例碳纳米管复合膜的结构及其制备方法。 

本发明实施例提供一种碳纳米管复合膜，该碳纳米管复合膜由碳纳米管和导电材料构成。请参阅图1，具体地，该碳纳米管复合膜100包括多个碳纳米管111，该多个碳纳米管111组成一自支撑的碳纳米管膜。并且，每个碳纳米管111表面均包覆至少一层导电材料。在该碳纳米管复合膜100中，碳纳米管111沿同一个方向择优取向排列。具体地，在该碳纳米管复合膜100中，每个碳纳米管111具有大致相等的长度，且通过范德华力首尾相连。所述碳纳米管复合膜100的厚度约为1.5纳米～1毫米。