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助劑輔料

碳納米管復(fù)合纖維

June.14
中科院化學(xué)研究所
  碳納米管增強(qiáng)聚合物基體是其走向?qū)嵱没囊粋€重要途徑,但為此還有許多問題需要解決,如碳納米管的均勻分散與取向、與基體聚合物的界面結(jié)合等。
  在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中科院化學(xué)所分子科學(xué)中心的支持下,中科院化學(xué)所工程塑料院重點(diǎn)實驗室的研究人員,以離子液體為介質(zhì),制備出了再生纖維素/碳納米管復(fù)合纖維,該纖維具有力學(xué)性能優(yōu)異、高溫模量保持率高以及熱燒蝕殘?zhí)柯矢叩忍攸c(diǎn)。相關(guān)研究成果發(fā)表在今年的《先進(jìn)材料》(Advanced Materials) (2007, Vol.19, No.5, p.698-704)上。
  在前期研究中,該實驗室研究人員發(fā)現(xiàn)一類新型離子液體對纖維素具有優(yōu)異的溶解性能(Biomacromolecules 2004, Vol.5, No. 2, p.266-268,Macromolecules 2005, Vol.38, No. 20, p.8272-8277)。通過流變學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)該類離子液體和碳納米管之間具有較強(qiáng)的相互作用,有利于碳納米管在離子液體中的分散。
  在此基礎(chǔ)上,研究人員以離子液體為介質(zhì),首先制備纖維素/碳納米管的離子液體溶液;再通過干噴-濕紡技術(shù),以水為凝固浴,制備出再生纖維素/碳納米管復(fù)合纖維。這種復(fù)合方法無需對碳納米管進(jìn)行先期表面改性,其中離子液體既是纖維素的溶劑又是碳納米管的分散劑。干噴濕紡過程有效地提高了碳納米管在纖維素基體中的取向。和再生纖維素纖維相比,復(fù)合纖維的力學(xué)性能得到顯著提高,同時具有良好的高溫模量保持率以及較高的熱燒蝕殘?zhí)柯?。該技術(shù)對于制備纖維素基碳纖維與功能性纖維素纖維,具有潛在的應(yīng)用前景。相關(guān)技術(shù)已申請了中國發(fā)明專利。

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