[实用新型]一种碳纳米管改性纤维线的制造装置

说明书

所属技术领域

本实用新型属于碳纳米管的加工技术领域，特别涉及一种碳纳米管改性纤维线的制造装置。 

背景技术

目前，电子纺织品已经成为现实。这种材料将来可应用于生物医学、环境及食品安全领域，例如，监测疾病和人的生命体征；作为生物传感器检测环境与食品安全污染物。但目前的电子纺织品均不够柔韧、过于刚硬，且布满了电线和传感器，使用起来十分麻烦，同时亦不适于大规模生产。美国密歇根大学教授尼古拉斯·科托夫和江南大学教授胥传来等人报告了一种制造电子纤维的新方法：在普通棉纤维上涂布碳纳米管和电解质材料。研究人员将普通的棉线放入碳纳米管溶液当中反复浸渍，再使其干燥。如此反复几次之后，这种由碳纳米管改性的棉纤维就具有了导电性，而且具有更强的耐久性和柔韧性，在材质上也更加接近于普通织物。但这样的制造方法工效太低。 

发明内容

为了解决上述现有技术工效太低的不足，本实用新型的目的是提供这样一种碳纳米管改性纤维线的制造装置：在不均匀电场的作用下，碳纳米管迅速进入纤维线的毛细管和吸附在纤维线的外表面，实现碳纳米管与纤维线的结合，制成导电和柔韧的碳纳米管改性纤维线。 

本实用新型这样实现的： 

一种碳纳米管改性纤维线的制造装置，其主要包括：容器、单股或多股纤维线、导线轮和滤板，所述容器内置有碳纳米管悬浮液，容器外置有形成不均匀电场的锥形两极；所述纤维线绕于导线轮上，置于所述容器内的碳纳米管悬浮液中，并通过所述滤板上相应的小孔；所述纤维线平行置于锥形两极形成的中心轴线上。 

上述碳纳米管改性纤维线的制造方法，其包括下述步骤： 

1)将碳纳米管溶于有机溶剂中，并进行超声分散，制得碳纳米管悬浮液； 

2)盛有悬浮液的容器外，锥形两极通电，形成不均匀电场，干燥的纤维线匀速地进入悬浮液，匀速地在悬浮液中移动； 

3)匀速提拉纤维线离开悬浮液液面，并通过滤板上相应的小孔，滤去吸附在纤维线外的多余的碳纳米管； 

4)所述纤维线经过电解质溶液的浸泡，即获得碳纳米管改性纤维线。 

所述纤维线为天然纤维线中的蚕丝纤维线或棉纤维线。 

所述碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管或碳纳米管管束。 

本实用新型与现有技术相比的特点是： 

1)、本实用新型利用不均匀电场，促使处于静电感应状态的碳纳米管快速有效地进入位于电场最强处纤维线的毛细管中，同时也吸附在纤维线的外表面上，故可以在一次工序中完成制造碳纳米管改性纤维线的工作，具有较高的工效。 

2)、在不均匀电场作用下，纤维线毛细管中，以及吸附在纤维线外表面上的碳纳米管之间的异极紧密相连，故本实用新型的改性纤维线具有更好的导电性能。 

3)、由于在纤维线毛细管中充满了碳纳米管，且碳纳米管之间紧密相连，故本实用新型的改性纤维线具有比现有技术更高的抗拉强度和韧性，可以做运动防护品，比如做足球运动员的护腿，那绿茵场上就不会伤情不断了。 

附图说明

附图是本实用新型制造装置的剖视示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明： 

本实用新型的制造装置主要包括：容器1、单股或多股纤维线2、导线轮3和滤板6，所述容器1内置有碳纳米管悬浮液4，容器1外置有形成不均匀电场的锥形两极5；所述纤维线2绕于导线轮3上，置于所述容器1内的碳纳米管悬浮液4中，并通过所述滤板6上相应的小孔；所述纤维线2平行置于锥形两极5形成的中心轴线上。 

将碳纳米管溶于有机溶剂中，溶剂包括为乙醇、丙酮、正己烷、异丙醇、二甲基甲酰胺、或1，2-二氯乙烷等。在制造本实用新型的纤维线之前，溶液需经过长时间超声分散，制得碳纳米管均匀分散的悬浮液4。所用碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管或碳纳米管管束。