阵列法制备连续碳纳米管纤维及其性能研究

连续碳纳米管(CNT)纤维是由纳米级碳材料通过组装形成的微米级纤维材料。本文采用阵列纺丝法制备连续CNT纤维,通过改变纺丝工艺,考察了致密度、直径及捻角等组装参数对纤维内CNT的堆积排列结构、纤维的力学性能和电导性能的影响。结果表明,乙醇浸润可以明显提高CNT致密化程度,从而增强管间作用力,使得纤维力学及电学性能显著提升,拉伸模量、拉伸强度和电导率分别提高了121%、67%和26%;在纺丝过程中通过改变薄膜宽度调节纤维直径时,直径过小或过大都不利于提高纤维的力学性能,适中的直径在7至8μm时可以得到更高的CNT堆积密度,从而获得较高的拉伸性能;对于致密化程度较高的乙醇浸润CNT纤维,适度降低加捻程度并不显著影响纤维性能,为规模化连续制备提供了保证。

碳纳米管纤维及其表面金属化研究进展

随着高性能纤维材料的不断发展,轻质、高强、高导电等性能逐渐成为关键的技术指标,碳纳米管具有优异的力学、热学、电学特性,兼具低密度、高长径比、高比表面积等优点,以碳纳米管为基础的碳纳米管纤维是未来高性能纤维材料的重要发展方向。碳纳米管表面金属化是提高材料特殊性能、扩大应用领域的重要方法,已成为当前的研究热点之一。本文介绍了碳纳米管纤维常用的制备方法,并概述了碳纳米管表面金属化的研究现状及应用进展,展望了碳纳米管纤维的未来发展趋势及应用前景。