[发明专利]一种石墨烯改性的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯改性的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法。该方法首先将石墨烯粉末均匀分散在溶剂中得到石墨烯悬浮液，同时把聚丙烯腈粉末溶解在同一种溶剂中得到聚丙烯腈溶液，再将石墨烯悬浮液用共混法均匀分散到聚丙烯腈溶液中得到石墨烯改性的聚丙烯腈溶液；然后，以该聚丙烯腈溶液作为纺丝原液，经湿法或干喷湿纺纺丝工艺制备纤维原丝；最后对该纤维原丝进行预氧化和碳化处理得到石墨烯改性的聚丙烯腈基碳纤维。与现有的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法相比，该方法简单易行，利用该方法得到的碳纤维的力学性能和导电性显著提高，因此是一种低成本、高效率的制备方法，可用于材料增强、导电、抗静电、导热等领域，具有良好的应用前景。

主权项

一种石墨烯改性的聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1：量取两份适量的同一溶剂，其中一份溶剂中加入石墨烯粉末，超声分散均匀后得到石墨烯悬浮液；另一份溶剂中加入适量聚丙烯腈粉末，溶胀1～48小时后水浴缓慢加热至40～75℃，然后搅拌均匀，得到聚丙烯腈溶液；将石墨烯悬浮液少量多次地加入到聚丙烯腈溶液中，在20～75℃条件下搅拌1～24小时后进行脱泡，得到石墨烯改性的聚丙烯腈溶液；按照质量百分比计，所述的石墨烯占聚丙烯腈的质量百分比为0.01％～10％，所述的聚丙烯腈占石墨烯改性的聚丙烯腈溶液的质量百分比为15％～30％；步骤2：以步骤1得到的石墨烯改性的聚丙烯腈溶液作为纺丝原液，经湿法或干喷湿纺纺丝工艺，制备得到石墨烯改性的聚丙烯腈原丝；步骤3：将步骤2得到的石墨烯改性的聚丙烯腈原丝在165～285℃下进行预氧化，然后在保护气氛条件下，300～900℃下低温碳化，900～1800℃下高温碳化，制得石墨烯改性的聚丙烯腈基碳纤维。