>[0025] 优选地，取决于离子液体原料、碳纳米管、表面活性剂的品种和/或规格，上述两 种方法中的第一步中原位生成法的反应温度是50-150°C，反应时间是8-8化。
[0026] 优选地，取决于纺丝体系的物化性质、聚丙帰膳和离子液体/碳纳米管体系的含 量和/或规格，上述两种方法中的第H步中纺丝温度为80-35(TC，卷绕机的线速度为100m/ min ?1500m/min。
[0027] 优选地，取决于初生纤维的物化性质、离子液体和萃取剂种类，第四步中的萃取温 度为 5-20(TC。
[0028] 优选地，第四步中的萃取剂为可W溶解离子液体、但不破坏聚丙帰膳纤维的Ci-Cis 的多元醇、醋、酸、水W及其它溶剂中的一种或两种W上的混合物。
[0029] 优选地，第四步中的萃取剂为甲醇、己醇、丙醇、下醇、辛醇、己二醇、下二醇、丙H 醇、正己焼、丙丽、己酸己醋、己酸异戊醋、磯酸醋、駿酸、硫酸、賴酸和水中的一种或两种W 上的混合物。
[0030] 本发明采用增塑纺丝法制备PAN/CNTs纤维，有效避免了大量有毒化学试剂的使 用，实现了绿色制备，保护了生态环境，也大大地降低了生产成本；并且通过用离子液体分 散CNTs，有效克服了 CNTs的团聚现象，大大提高了 PAN/CNTs纤维的强度。
【附图说明】
[0031] 图1是在16(TC下实施例1中PAN/IL/CNTs初生纤维与PAN/IL初生纤维对比样的 红外谱图对比图。
[003引 图2是实施例1中所得PAN/CNTs纤维纵向的沈M照片。
[003引图3是实施例1中所得PAN/CNTs纤维横截面的SEM照片。
【具体实施方式】
[0034] W下结合具体实施例及附图，对本发明作进一步说明。应理解，该些实施例仅用于 说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0035] 本文中涉及到多种物质的添加量、含量及浓度，其中所述的"份"，除特别说明外， 皆指"重量份";所述的百分含量，除特别说明外，皆指质量百分含量。
[0036] 本文中，术语"初生纤维"是指将纺丝体系用挤出机进行纺丝后所得到的纤维， 未经萃取剂进行萃取。本发明的初生纤维中聚丙帰膳：离子液体：碳纳米管的质量比为 47-83 : 9-50 : 0. 1-8。其可W包含表面活性剂，此时聚丙帰膳：离子液体：碳纳米管： 表面活性剂的质量比为47-83 : 9-50 : 0.1-8 : 0.01-0. 8。
[0037] 本发明的聚丙帰膳/碳纳米管纤维的初生纤维是包含聚丙帰膳（PAN)、离子液 体（IL)和碳纳米管（CNTs)的PAN/IL/CNTs体系，其中碳纳米管与离子液体之间形成"原 子-n "相互作用，CNTs与PAN之间形成"n - "相互作用；其中碳纳米管均匀分散于聚丙 帰膳中并且不形成团聚，断裂强度为4. 9-6. OcNMtex ;初生纤维用萃取剂进行萃取、并且 干燥后得到聚丙帰膳/碳纳米管纤维，其中碳纳米管均匀分散于聚丙帰膳中并且不形成团 聚，纤维的断裂强度为7. 0-9. OcNAltex。
[0038] 本发明中，优选聚丙帰膳为二元共聚物或多元共聚物，其单体为丙帰膳和含不饱 和基团的单体，其中所述含不饱和基团的单体选自丙帰酸甲醋、甲基丙帰酸甲醋、衣康酸、 丙帰醜胺、甲基丙帰酸、苯己帰賴酸轴或者它们两种W上的混合物。相比丙帰膳均聚物，二 元共聚物或多元共聚物似乎更容易与离子液体形成分子间的氨键，其机理尚待进一步研 究。
[0039] 本发明中，离子液体中的阳离子选自具有下述结构式的4种阳离子：
[0040]
【主权项】
1. 一种聚丙帰膳/离子液体/碳纳米管纤维，其为初生纤维，是包含粘均分子量为 1 X 1〇5?9 X 10 5g/mol的聚丙帰膳PAN、离子液体IL和碳纳米管CNTs的PAN/IL/CNTs体系， 其中聚丙帰膳：离子液体：碳纳米管的质量比为47-83 : 9-50 : 0.1-8;其中碳纳米管与 离子液体之间形成"原子-n "相互作用，CNTs与PAN之间形成"n - JI "相互作用；其中碳 纳米管均匀分散于聚丙帰膳中并且不形成团聚，断裂强度为4. 9-6. OcNAltex。
2. -种聚丙帰膳/碳纳米管纤维，是通过使用萃取剂对根据权利要求1所述的聚丙帰 膳/离子液体/碳纳米管纤维进行萃取、干燥后而得，其中碳纳米管均匀分散于聚丙帰膳中 并且不形成团聚，纤维的断裂强度为7. 0-9. OcNAltex。
3. 根据权利要求1所述的聚丙帰膳/离子液体/碳纳米管纤维或者根据权利要求2 所述的聚丙帰膳/碳纳米管纤维，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米 管、轻基修饰多壁碳纳米管、駿基修饰多壁碳纳米管、轻基修饰单壁碳纳米管、或者駿基修 饰单壁碳纳米管。
4. 根据权利要求1所述的聚丙帰膳/离子液体/碳纳米管纤维或者根据权利要求2所 述的聚丙帰膳/碳纳米管纤维，其特征在于，离子液体的阳离子选自焼基季馈阳离子、焼基 季錢阳离子、N，N-二焼基咪哇阳离子和N-焼基化巧阳离子；阴离子选自团素离子、醋酸盐 离子、硝酸盐离子、四氣测酸盐离子和H氣醋酸盐离子。
5. 根据权利要求1所述的聚丙帰膳/离子液体/碳纳米管纤维或者根据权利要求2所 述的聚丙帰膳/碳纳米管纤维，其特征在于，离子液体是一种离子液体、或者两种W上离子 液体的混合物。
6. -种制备根据权利要求1至5中任一项所述聚丙帰膳/离子液体/碳纳米管纤维的 方法，其包括如下步骤： 第一步；通过原位生成法或者共混法制备离子液体/碳纳米管体系，其中离子液体： 碳纳米管：表面活性剂的质量比为9-50 : 0.1-8 : 0.01-0. 8,其中原位生成法是将合成 离子液体所需的原料、碳纳米管、表面活性剂先混合到一起进行反应，生成所需的离子液体 /碳纳米管体系；共混法是将碳纳米管、表面活性剂和预先在8(TC -15CTC下烙融的离子液 体混合在一起，然后在8(TC -15CTC下混合12-2化，直至混合均匀； 第二步：纺丝体系制备：将聚丙帰膳和第一步所得的离子液体/碳纳米管体系混合 lOmin?lOh，得到作为纺丝体系的混合物，其中聚丙帰膳：离子液体：碳纳米管：表面活 性剂的质量比为 47-83 : 9-50 : 0.1-8 : 0.01-0. 8; 第H步：将第二步所得的混合物使用挤出机进行纺丝，得到初生纤维。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第一步中原位生成法的反应温度是 50-15(TC，反应时间是8-8化。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂选自碱金属皂、碱±金属 皂、十二焼基硫酸轴、有机胺皂、H己醇胺皂、硫酸化當麻油、十二焼基苯賴酸轴、甘胆酸轴、 脂肪酸甘油醋。
9. 一种制备根据权利要求2至5中任一项所述聚丙帰膳/碳纳米管纤维的方法，其除 了包括权利要求6或7所述方法中的第一步、第二步和第H步外，还包括如下步骤： 第四步：将第H步所得的初生纤维用萃取剂进行萃取，自然干燥或烘干，得到聚丙帰膳 /碳纳米管纤维。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述萃取剂为甲醇、己醇、丙醇、T醇、辛 醇、己二醇、下二醇、丙H醇、正己焼、丙丽、己酸己醋、己酸异戊醋、磯酸醋、駿酸、硫酸、賴酸 和水中的一种或两种W上的混合物。
【专利摘要】本发明公开了一种聚丙烯腈/碳纳米管纤维，其初生纤维是包含聚丙烯腈(PAN)、离子液体(IL)和碳纳米管(CNTs)的PAN/IL/CNTs体系，其中碳纳米管与离子液体之间形成“原子-π”相互作用，CNTs与PAN之间形成“π-π”相互作用；其中碳纳米管均匀分散于聚丙烯腈中并且不形成团聚，断裂强度为4.9-6.0 cN/dtex；初生纤维用萃取剂进行萃取、并且干燥后得到聚丙烯腈/碳纳米管纤维，其中碳纳米管均匀分散于聚丙烯腈中并且不形成团聚，纤维的断裂强度为7.0-9.0 cN/dtex。本发明还公开了制备上述聚丙烯腈/碳纳米管纤维的方法。
【IPC分类】D01F6-54, D01F11-06, D01F1-10
【公开号】CN104532384
【申请号】CN201410776121
【发明人】曲波
【申请人】曲波
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月16日