[发明专利]具有低电阻率、高模量和/或高热导率的碳纳米管纤维以及通过使用纤维纺丝原液纺丝而制备该纤维的方法

权利要求书

1.包含至少50重量%碳纳米管的碳纳米管(CNT)纤维，其特征在于CNT纤维具有小于50μΩ*cm的电阻率。

2.包含至少50重量%碳纳米管的溶液纺成碳纳米管(CNT)纤维，其特征在于CNT纤维具有小于120μΩ*cm的电阻率。

3.根据权利要求2的溶液纺成CNT纤维，其特征在于CNT纤维具有小于100μΩ*cm，优选小于50μΩ*cm的电阻率。

4.根据前述权利要求中任一项的CNT纤维，其特征在于CNT纤维具有小于20μΩ*cm，优选小于10μΩ*cm的电阻率。

5.包含至少50重量%碳纳米管的碳纳米管(CNT)纤维，其特征在于CNT纤维具有至少120GPa的模量。

6.根据权利要求5的CNT纤维，其特征在于CNT纤维具有至少150GPa，优选至少200GPa的模量。

7.根据前述权利要求中任一项的CNT纤维，其特征在于CNT纤维包含长度为1μm至5mm的绳。

8.包含至少50重量%碳纳米管的碳纳米管(CNT)纤维，其特征在于CNT纤维具有至少10W/mK，更优选至少100W/mK，更优选至少200W/mK，甚至更优选至少500W/mK，最优选至少1000W/mK的热导率。

9.根据前述权利要求中任一项的CNT纤维，其特征在于CNT纤维包含至多25重量%载流子给体材料。

10.根据前述权利要求中任一项的CNT纤维，其特征在于CNT纤维的直径为1-50μm。

11.根据前述权利要求中任一项的CNT纤维，其特征在于CNT纤维具有至少0.3GPa，优选至少0.8GPa，更优选至少1.0GPa，最优选至少1.5GPa的拉伸强度。

12.包含根据前述权利要求中任一项的碳纳米管纤维的复合制品。

13.生产包含至少50重量%碳纳米管的碳纳米管(CNT)纤维的方法，其包括步骤：将包含碳纳米管的纺丝原液供至喷丝头，将纺丝原液通过喷丝头中的至少一个纺丝孔压出以形成纺成CNT纤维，在凝固介质中使纺成CNT纤维凝固以形成凝固的CNT纤维，其特征在于以至少1.0的拉伸比拉伸CNT纤维且其中碳纳米管具有至少0.5μm的长度。

14.根据权利要求13的生产碳纳米管纤维的方法，其特征在于碳纳米管具有至少1μm，优选至少2μm，更优选至少5μm，甚至更优选至少15μm，甚至更优选至少20μm，最优选至少100μm的长度。

15.根据权利要求13-15中任一项的生产碳纳米管纤维的方法，其特征在于碳纳米管具有至少4，优选至少10的G/D比。

16.根据权利要求13-15中任一项的生产碳纳米管纤维的方法，其特征在于CNT纤维的卷绕速度为至少0.1m/min，优选至少1m/min，更优选至少5m/min，甚至更优选至少50m/min，最优选至少100m/min。

17.根据权利要求13-16中任一项的生产碳纳米管纤维的方法，其特征在于喷丝头中的纺丝孔具有10-1000μm，优选25-500μm，最优选40-250μm的直径或次要尺寸。

18.根据权利要求13-17中任一项的生产碳纳米管纤维的方法，其特征在于将CNT纤维在独立的拉伸方法中拉伸。