[发明专利]一种碳纳米管负载碳纤维的制备方法

摘要

本发明一种碳纳米管负载碳纤维的制备方法，属于无机粉体材料表面处理技术领域。本发明将表面富含活性基团的碳纳米管负载到液相氧化处理的碳纤维表面，一方面，增加碳纤维表面的活性基团数目，提高基体与碳纤维表面的化学作用力，另一方面，增加了碳纤维表面的粗糙度，改善了碳纤维与基体的铆定作用。通过上述两方面的共同作用，提高复合材料的力学性能。经过碳纳米管负载处理，碳纳米管负载碳纤维/环氧树脂复合材料的拉伸强度和拉伸模量较未负载碳纳米管的碳纤维复合材料分别增加了17.4%和44.8%。

主权项

碳纳米管负载表面改性碳纤维的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：（1）碳纳米管的氧化处理将多壁碳纳米管加入体积比为1：0~1：3的浓硝酸与浓硫酸的混合酸溶液中，置于20~50℃超声处理0.5~3h，再将分散后的碳纳米管酸液在50~90℃水浴中搅拌反应1~12h，反应结束后冷却至室温，抽滤，用去离子水洗涤直至中性，得到氧化处理碳纳米管；（2）碳纳米管表面接枝处理将氧化处理的碳纳米管以及占碳纳米管质量为1%~10%的3‑氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂加入到乙醇溶液中，在30~80℃下搅拌处理1~12h，抽滤，80~120℃下真空烘箱中干燥1~6h,得到接枝处理碳纳米管；（3）碳纤维的氧化处理将丙醇室温浸泡24h的的碳纤维加入到浓硝酸中，其中碳纤维与到浓硝酸的质量与体积比为1:10~1:100比例，在70℃~110℃油浴加热处理1~12h；反应结束后，静置至室温，过滤，用蒸馏水反复抽滤洗涤至中性，60~100℃下真空烘箱中干燥2~6h，得到氧化处理碳纤维；（4）碳纳米管负载碳纤维处理将碳纤维和占碳纤维质量的5%~50%碳纳米管加入到丙酮溶液中进行超声分散，滴加碱液至溶液为透明，取出碳纳米管负载碳纤维，60℃~100℃下真空烘箱干燥处理2~6h，得到碳纳米管负载碳纤维。