[发明专利]一种碳纳米纤维电缆及其制备方法有效
申请号: | 201510550994.9 | 申请日: | 2015-08-31 |
公开(公告)号: | CN105070366B | 公开(公告)日: | 2017-03-15 |
发明(设计)人: | 何建新;王利丹;周梦娟;谭卫琳;韩啟明;连艳平;丁彬;崔世忠 | 申请(专利权)人: | 中原工学院 |
主分类号: | H01B7/17 | 分类号: | H01B7/17;H01B1/04;H01B13/00 |
代理公司: | 郑州优盾知识产权代理有限公司41125 | 代理人: | 张绍琳,张真真 |
地址: | 451191 河南省郑*** | 国省代码: | 河南;41 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 纳米 纤维 电缆 及其 制备 方法 | ||
1.一种碳纳米纤维电缆,其特征在于:它是由平行取向的具有皮芯结构的碳纳米纤维组成,碳纳米纤维沿轴向加捻,呈纱线结构,碳和铜离子的质量比为1:0.2-1.0。
2.根据权利要求1所述的碳纳米纤维电缆,其特征在于:所述的碳纳米纤维电缆皮层为石墨碳,芯层为铜纳米粒子,碳纳米纤维表面附着铜纳米粒子。
3.根据权利要求1和2要求所述的一种碳纳米纤维电缆,其特征在于:所述的的碳纳米纤维直径为100纳米—400纳米,铜纳米粒子的尺寸为0.5-2.0纳米。
4.如权利要求1所述的碳纳米纤维电缆的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:
(1)将干燥的聚丙烯腈粉末加入到二甲基甲酰胺溶液中,在50-100℃下搅拌3-10h,得到质量分数为5-15%的聚丙烯腈溶液,所述的聚丙烯腈的分子量为50000-150000;
(2)将聚甲基丙烯酸甲酯和醋酸铜粉末按照质量比为1:0.1-1.0加入到二甲基甲酰胺溶液中,在50-100℃下搅拌3-10h得到混合溶液,所述的聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为20000-23000,醋酸铜的质量分数为5-15%,聚甲基丙烯酸甲酯的质量分数为2-15%;
(3)步骤(1)所得聚丙烯腈溶液作为中间层纺丝溶液,将步骤(2)所得混合溶液作为最内层和最外层纺丝溶液,利用静电纺丝装置进行同轴静电纺丝,得到捻度为30-60捻/10cm的纳米纤维纱线,最外层,中间层和最内层的纺丝溶液流量分别0.1-0.3ml/h,0.3-0.9ml/h和0.1-0.3ml/h,纺丝电压为10-30kV,纺丝温度为20-25℃,喇叭转速0-180r/min,卷绕速度0-50r/min;
(4)将步骤(3)所得纳米纤维纱线在240-300℃温度下进行预氧化,时间2-10h,升温速率为1-10℃/min,将预氧化得到的纳米纤维纱于氩气氛围下800-1100℃碳化2-5h(升温速率:2-10℃/min),得到碳纳米纤维电缆。
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