一种柔性碳膜及其制备方法与流程

本发明属复合膜制备技术领域，涉及一种柔性碳膜及其制备方法，特别是涉及一种以常规聚丙烯腈为原料制备高性能柔性碳膜的方法。

背景技术：

碳膜是一类很有发展和应用前景的新型材料，具有许多优良的性能，如高的硬度、化学惰性、低磨擦系数、高阻抗、良好的热传导和优良的导电性等，被广泛应用于电极材料、磁记忆器件、高温半导体材料、机械工具等领域。目前制备碳膜的方法大体可以分为物理气相沉积法和化学气相沉积法，这些方法需要使用大型设备，生产成本高，产量低，并且气相沉积法难以得到纯净的单一的完整剥离基板的碳膜。并且，普通碳膜存在脆性、柔性差的缺点，这也限制了碳膜的应用发展。

随着经济的不断发展，具有高柔性、导电性、导热性的碳膜材料逐渐被探索应用于功能材料、电磁场、通讯、能源、电极材料等领域。石墨烯是近年来迅速发展的一种二维碳材料，具有超大比表面积，优异的电学、热学和力学等性能，这使其在各个领域迅速发展，尤其是在聚合物改性方面应用非常广泛。聚丙烯腈是重要的三大碳纤维前躯体之一，通过对其进行预氧化和碳化处理可以制备碳纤维。但是，目前关于聚丙烯腈基碳膜的研究较少，其中大部分关注其导热性，导电性等性能，对于柔性碳膜及其性能研究较少。

本发明所述方法是通过聚丙烯腈与石墨片复合，制备一种新型碳膜，该碳膜具有结构致密、有序程度大、缺陷少和超强柔性的特点，同时具有高导电性和高导热性的优点，可广泛应用于电极材料、功能材料及能源材料等领域。

技术实现要素：

本发明涉及一种柔性碳膜及其制备方法，其目的在于改善常规碳膜的脆性，柔性差，不易剥离基板的缺点，本发明中的柔性碳膜由高度取向的石墨片和石墨微晶组成；石墨片对石墨微晶的形成具有诱导作用，其诱导产生的石墨微晶沿石墨片表面排列取向；经本发明制备的柔性碳膜具有结构致密、有序程度大、缺陷少和平均晶粒尺寸小的特点，具有高柔性、高导电性、高强度以及高导热性等性能。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

一种柔性碳膜，所述柔性碳膜由高度取向的石墨片和石墨微晶组成；所述石墨片对石墨微晶的形成具有诱导作用，其诱导产生的石墨微晶沿石墨片表面排列取向；所述高度取向是指多于石墨片添加量70％的石墨片平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；所述石墨微晶的平均晶粒尺寸为1～5nm，所述柔性碳膜的孔隙率为0～4％，用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为10^-4～10mN·cm。

如上所述的一种柔性碳膜，所述柔性碳膜的电阻率为10^-3～100Ω·cm，所述柔性碳膜的强度为5～500MPa，所述柔性碳膜的导热系数为0.5～50W/m·k；所述碳膜的厚度为0.1～100μm。

一种柔性碳膜的制备方法，包括以下步骤：

1)通过共混法或原位聚合法，制备石墨片/聚丙烯腈复合溶液；

2)石墨片/聚丙烯腈复合溶液经铸膜处理，形成石墨片/聚丙烯腈复合薄膜；

3)石墨片/聚丙烯腈复合薄膜经高倍牵伸、加压预氧化和加压碳化处理制得柔性碳膜；

所述加压预氧化温度为200～300℃，时间为30～200分钟；所述加压碳化温度为600～2000℃，时间为1～60分钟；所述加压中施加的压力大小为0.2～50MPa。

作为优选技术方案：

如上所述的一种柔性碳膜，所述石墨片为石墨烯微片、石墨烯、氧化石墨烯或还原氧化石墨烯中的一种以上；

所述加压预氧化和加压碳化阶段的加压方式以及压力大小相同，加压的方式为通过1-4组热压辊施加压力或通入气氛气体施加压力中的一种以上；所述加压预氧化中的气氛为空气氛围，所述加压碳化中的气氛为惰性氛围，所述惰性氛围为氮气或氩气。

如上所述一种柔性碳膜的制备方法，所述共混法是指将石墨片分散液与含相同溶剂的聚丙烯腈溶液通过机械搅拌混合，然后将溶液进行脱泡处理获得石墨片/聚丙烯腈复合溶液；

所述石墨片分散液使用前需经过超声分散、磁力搅拌分散或机械搅拌分散处理中的一种以上，处理时间为0.5～12小时，温度为10～40℃；

所述聚丙烯腈为至少包含第一单体，或者进一步地，还含有第二单体，或第二单体和第三单体；

所述第一单体为丙烯腈，第一单体相对总单体的质量分数为80～100％；

所述第二单体为丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯腈或醋酸乙烯酯，第二单体相对总单体的质量分数为1～20％；

所述第三单体为衣康酸、丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、甲基丙烯苯磺酸钠、乙烯基吡啶或甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯，第三单体相对总单体的质量分数为1～3％；

所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺或硫氰酸钠水溶液；所述硫氰酸钠水溶液的浓度为50～60wt％；

所述石墨片分散液的浓度为0.5～5wt％；所述聚丙烯腈溶液的浓度为10～40wt％；

所述机械搅拌混合的时间为1～24h，转速为50-1500转/分钟，温度为10～50℃；

所述脱泡处理的方式为真空脱泡、超声脱泡或静置脱泡，时间为0.5～12h；

所述石墨片/聚丙烯腈复合溶液中聚丙烯腈的浓度为9～39wt％，石墨片相对聚丙烯腈的质量分数为0.1～80％。

如上所述一种柔性碳膜的制备方法，所述原位聚合法是指将单体、引发剂和石墨片分散液分别加入与石墨片分散液中所含溶剂相同的溶剂中，混合均匀制成聚合溶液；常压下，在50～70℃聚合1～24h，然后将溶液进行脱泡处理得到石墨片/聚丙烯腈复合溶液；

所述单体至少包含第一单体，或者进一步地，还含有第二单体，或第二单体和第三单体；

所述第一单体为丙烯腈，第一单体相对总单体的质量分数为80～100％；

所述第二单体为丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯腈或醋酸乙烯酯，第二单体相对总单体的质量分数为1～20％；

所述第三单体为衣康酸、丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、甲基丙烯苯磺酸钠、乙烯基吡啶或甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯，第三单体相对总单体的质量分数为1～3％；

所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰或过氧化二碳酸二异丙酯；

所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺或硫氰酸钠水溶液；所述硫氰酸钠水溶液的浓度为50～60wt％；

所述石墨片分散液使用前需经过超声分散、磁力搅拌分散或机械搅拌分散处理中的一种以上，处理时间为0.5～12小时，温度为10～40℃；

所述石墨片分散液的浓度为0.5～5wt％；

所述脱泡处理的方式为真空脱泡、超声脱泡或静置脱泡，时间为0.5～12h；

所述聚合溶液中，单体的浓度为10～40wt％，引发剂相对单体的质量分数为0.3～1.5％；石墨片相对单体的质量分数为0.1～80％；

所述石墨片/聚丙烯腈复合溶液中单体的转化率为70～99％。

如上所述一种柔性碳膜的制备方法，所述铸膜的方法为流延法、挤出拉伸法、热压法、溶胀拉伸法或浸胶法；所述石墨片/聚丙烯腈复合薄膜厚度为1～200μm。

如上所述一种柔性碳膜的制备方法，所述高倍拉伸是指热蒸汽高倍拉伸或沸水高倍拉伸；所述高倍拉伸中的拉伸倍数为1～50倍；所述铸膜和高倍拉伸工艺中，石墨片沿膜平面高度取向，形成取向结构。

柔性碳膜的制备机理为：

(1)预氧化阶段，在预氧化初期，随着温度升高，聚丙烯腈薄膜在温度达到玻璃化转变温度以上时，分子链段开始运动，薄膜逐渐软化，在垂直于膜平面的压力作用下，由于薄膜受力均匀使其宏观形貌保持平整，石墨片在压力的作用下沿垂直于压力方向逐渐取向，同时，石墨片带动聚丙烯腈分子链在运动过程中沿其取向方向发生一定程度的取向；随着温度继续升高，聚丙烯腈分子链发生环化脱氢反应，聚丙烯腈由线性大分子逐渐转换成有梯形六元环结构，反应产生的H₂或H₂O等小分子物质在压力作用下被排除膜外，气体产生与排出过程中在膜内部形成的孔隙以及原材料薄膜在制备过程中产生的孔隙，在压力作用下，由于分子链运动逐渐填平，并且在压力作用下，石墨片与聚丙烯腈分子链保持一定取向，使解取向作用减弱，形成有序致密的取向结构；随着温度继续升高，氧化交联反应开始发生，在压力作用下氧气分子更易进入薄膜内部，使氧气分子与聚丙烯腈分子快速接触，可以促进氧化交联反应的进行。当以石墨烯或石墨烯微片为原料时，由于石墨烯或石墨烯微片本身存在缺陷或在热处理过程中产生部分缺陷，在石墨烯或石墨烯微片缺陷处存在部分可参与反应的碳原子，这些碳原子在热作用下和氧气发生氧化反应，进而与聚丙烯腈分子中的官能团发生交联反应，形成交联结构；当使用氧化石墨烯或还原氧化石墨烯作为原料时，由于氧化石墨烯或还原氧化石墨烯的表面含有一定的含氧官能团，氧气与含氧官能团在一定温度下与碳碳双键等官能团发生氧化反应，含氧官能团之间也会发生缩聚反应，使得聚丙烯腈分子之间、聚丙烯腈分子与氧化石墨烯或还原氧化石墨烯之间，氧化石墨烯之间或还原氧化石墨烯之间发生交联，生成较规整的交联结构，聚丙烯腈大分子转化为耐热的梯形结构。

(2)碳化阶段，随着碳化温度的升高，预氧化过程中形成的环状分子和石墨片进一步发生交联、环化和缩聚反应，反应产生的CO₂、NH₃、N₂等小分子物质在垂直于膜平面的压力作用下被排除膜外，气体产生与排出过程中在膜内部形成的孔隙在压力作用下，由于分子链运动逐渐填平，并且在压力作用下，石墨片与聚丙烯腈分子链保持一定取向，使解取向作用减弱，形成更加有序致密的取向结构；随着碳化温度继续升高，石墨片作为晶粒成核剂和模板剂，使聚丙烯腈形成的石墨微晶沿石墨片的碳基面进一步排列生长，诱导产生沿石墨片表面排列取向的石墨微晶结构；并且，由于石墨片具有二维高度有序六元环碳结构表面，使得在其表面形成的石墨微晶按模板生长，生成的石墨微晶的平均晶粒尺寸较小，排列有序性较高。

同时，在碳化过程中，当以氧化石墨烯或还原氧化石墨烯为原料时，氧化石墨烯或还原氧化石墨烯表面的含氧官能团如羰基、羟基、羧基等，在高温惰性氛围下参与反应或被分解脱除，使氧化石墨烯或还原氧化石墨烯被还原。

正是由于所制备的碳膜具有高度取向的石墨片和石墨微晶结构，使得其具有较高的柔性。

有益效果：

1.本发明提供了一种柔性碳膜及其制备方法，本方法操作简单，原料来源广泛，可大幅度改善碳膜的柔性，同时使碳膜具有高导电性和高导热性。

2.本发明可以利用常规或废弃聚丙烯腈原料，具有很高的市场应用价值。

3.本发明通过在聚丙烯腈基体中添加石墨片来改善碳膜的脆性，使其具有柔性。这是因为在铸膜和高倍拉伸工艺中，石墨片沿膜平面高度取向，形成取向结构。在预氧化过程中，石墨片能促进交联反应进行，有利于形成交联网络结构；在碳化过程中，石墨片作为晶粒成核剂和模板剂，可以诱导石墨微晶沿石墨片表面排列取向，形成的微晶尺寸小、结构致密有序和缺陷少的石墨微晶结构，因此所形成的碳膜具有高柔性。

附图说明

图1为柔性碳膜断面扫描电镜图，放大倍数为10000倍；

图2为柔性碳膜断面扫描电镜图，放大倍数为50000倍。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种柔性碳膜的制备方法，通过共混法，将浓度为0.5wt％的氧化石墨烯分散液与浓度为9wt％的聚丙烯腈(包含第一单体丙烯腈的聚丙烯腈)溶液通过机械搅拌混合；氧化石墨烯分散液使用前需经过超声分散处理，处理时间为0.5小时，温度为10℃，氧化石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为二甲基甲酰胺；机械搅拌混合的时间为1h，转速为50转/分钟，温度为10℃；然后将溶液进行真空脱泡处理0.5h，获得氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液；制得的氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液中聚丙烯腈的浓度为20wt％，氧化石墨烯相对聚丙烯腈的质量分数为10％；然后将氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液经流延法铸膜；形成厚度为20μm的氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜；再将氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜经热蒸汽高倍拉伸处理，拉伸倍数为2倍；继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为250℃，时间为60分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通过1组热压辊施加20MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为1300℃，时间为1分钟，气氛为氮气氛围，加压的方式为通过1组热压辊施加10MPa的压力；制得厚度为10μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的还原氧化石墨烯和石墨微晶组成；高度取向是指多于氧化石墨烯添加量70％的还原氧化石墨烯平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；如图1所示，平均晶粒尺寸为2.7nm的石墨微晶沿还原氧化石墨烯表面排列取向，如图2所示；该柔性碳膜的孔隙率为0.5％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为0.01mN·cm，电阻率为7×10^-3Ω·cm，强度为85MPa，导热系数为26W/m·k。

实施例2

一种柔性碳膜的制备方法，通过原位聚合法，将浓度为10wt％的单体(单体包含第一单体丙烯腈)溶液、引发剂偶氮二异丁腈和浓度为0.5wt％的石墨烯分散液混合均匀制成聚合溶液；石墨烯分散液使用前需经过磁力搅拌分散处理，处理时间为12小时，温度为40℃，石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为二甲基亚砜；引发剂相对单体的质量分数为0.3％；石墨烯相对单体的质量分数为0.1％；然后在常压，50℃下聚合1h，然后将溶液进行真空脱泡处理12h，得到石墨烯/聚丙烯腈复合溶液；制得的石墨烯/聚丙烯腈复合溶液中单体的转化率为70％；然后将石墨烯/聚丙烯腈复合溶液经挤出拉伸法铸膜；形成厚度为1μm的石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜；再将石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜经沸水高倍拉伸处理，拉伸倍数为1倍；继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为200℃，时间为30分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通过1组热压辊施加大小为0.2MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为600℃，时间为1分钟，气氛为氮气氛围，加压的方式为通过1组热压辊施加压力0.2MPa的压力；制得厚度为0.5μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的石墨烯和石墨微晶组成；高度取向是指多于石墨烯添加量70％的石墨烯平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为5nm的石墨微晶沿石墨烯表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为4％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为10mN·cm，电阻率为100Ω·cm，强度为5MPa，导热系数为0.5W/m·k。

实施例3

一种柔性碳膜的制备方法，通过共混法，将浓度为5wt％的石墨烯分散液与浓度为39wt％的聚丙烯腈(包含第一单体丙烯腈和第二单体丙烯酰胺的聚丙烯腈，其中丙烯腈相对总单体的质量分数为80％，丙烯酰胺相对总单体的质量分数为20％)溶液通过机械搅拌混合；石墨烯分散液使用前需经过机械搅拌分散处理，处理时间为10小时，温度为35℃，石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为二甲基乙酰胺；石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液机械搅拌混合的时间为24h，转速为1500转/分钟，温度为50℃；然后将溶液进行超声脱泡10h，获得石墨烯/聚丙烯腈复合溶液；制得的石墨烯/聚丙烯腈复合溶液中聚丙烯腈的浓度为39wt％，石墨烯相对聚丙烯腈的质量分数为80％；然后将石墨烯/聚丙烯腈复合溶液经热压法铸膜；形成厚度为200μm的石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜；再将石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜经热蒸汽高倍拉伸处理，拉伸倍数为50倍；然后继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为300℃，时间为200分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通过4组热压辊施加50MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为2000℃，时间为60分钟，气氛为氩气氛围，加压的方式为通过4组热压辊施加50MPa的压力，制得厚度为4μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的石墨烯和石墨微晶组成；高度取向是指多于石墨烯添加量70％的石墨烯平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为1nm的石墨微晶沿石墨烯表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为0％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为10^-4mN·cm，电阻率为10^-3Ω·cm，强度为500MPa，导热系数为50W/m·k。

实施例4

一种柔性碳膜的制备方法，通过原位聚合法，将浓度为40wt％的单体(单体包含第一单体丙烯腈和第二单体丙烯酸甲酯，其中丙烯腈相对总单体的质量分数为90％，丙烯酸甲酯相对总单体的质量分数为10％)溶液、引发剂偶氮二异庚腈和浓度为4wt％的石墨烯微片分散液混合均匀制成聚合溶液；石墨烯微片分散液使用前需经过超声分散处理，处理时间为8小时，温度为30℃，石墨烯微片分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为浓度为52wt％硫氰酸钠水溶液，引发剂相对单体的质量分数为1.5％；石墨烯微片相对单体的质量分数为80％；然后在常压，70℃下聚合24h，然后将溶液进行静置脱泡处理8h，得到石墨烯微片/聚丙烯腈复合溶液；制得的石墨烯微片/聚丙烯腈复合溶液中单体的转化率为99％；然后将石墨烯微片/聚丙烯腈复合溶液经溶胀拉伸法铸膜；形成厚度为190μm的石墨烯微片/聚丙烯腈复合薄膜；再将石墨烯微片/聚丙烯腈复合薄膜经沸水高倍拉伸处理，拉伸倍数为2倍；继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为225℃，时间为180分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通过4组热压辊施加压力0.9MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为800℃，时间为50分钟，气氛为氩气氛围，加压的方式为通过1组热压辊施加压力0.8MPa的压力；制得厚度为100μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的石墨烯微片和石墨微晶组成；高度取向是指多于石墨烯微片添加量70％的石墨烯微片平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为4.2nm的石墨微晶沿石墨烯微片表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为3.5％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为2×10^-4mN·cm，电阻率为7Ω·cm，强度为460MPa，导热系数为25W/m·k。

实施例5

一种柔性碳膜的制备方法，通过共混法，将浓度为3wt％的氧化石墨烯分散液与浓度为20wt％的聚丙烯腈(包含第一单体丙烯腈和第二单体甲基丙烯腈的聚丙烯腈，其中丙烯腈相对总单体的质量分数为88％，甲基丙烯腈相对总单体的质量分数为12％)溶液通过机械搅拌混合；氧化石墨烯分散液使用前需经过磁力搅拌分散，处理时间为1小时，温度为15℃，氧化石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为浓度为50wt％硫氰酸钠水溶液；氧化石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液机械搅拌混合的时间为10h，转速为1000转/分钟，温度为30℃；然后将溶液进行超声脱泡6h，获得氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液；制得的氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液中聚丙烯腈的浓度为9wt％，氧化石墨烯相对聚丙烯腈的质量分数为0.1％；然后将氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液经浸胶法铸膜；形成厚度为180μm的氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜；再将氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜经热蒸汽高倍拉伸处理，拉伸倍数为5倍；继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为235℃，时间为160分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通入空气施加大小为1MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为1000℃，时间为6分钟，气氛为氩气氛围，加压的方式为通入氩气施加5MPa的压力；制得厚度为16μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的还原氧化石墨烯和石墨微晶组成；高度取向是指多于氧化石墨烯添加量70％的还原氧化石墨烯平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为1.2nm的石墨微晶沿还原氧化石墨烯表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为3.1％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为9.5mN·cm，电阻率为95Ω·cm，强度为7MPa，导热系数为0.6W/m·k。

实施例6

一种柔性碳膜的制备方法，通过共混法，将浓度为2wt％的石墨烯分散液与浓度为30wt％的聚丙烯腈(包含第一单体丙烯腈和第二单体甲基丙烯酸甲酯的聚丙烯腈，其中丙烯腈相对总单体的质量分数为93％，甲基丙烯酸甲酯相对总单体的质量分数为7％)溶液通过机械搅拌混合；石墨烯分散液使用前需经过机械搅拌分散处理，处理时间为5小时，温度为25℃，石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为二甲基甲酰胺；石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液机械搅拌混合的时间为4h，转速为500转/分钟，温度为25℃；然后将溶液进行真空脱泡4h获得石墨烯/聚丙烯腈复合溶液；制得的石墨烯/聚丙烯腈复合溶液中聚丙烯腈的浓度为25wt％，石墨烯相对聚丙烯腈的质量分数为58％；然后将石墨烯/聚丙烯腈复合溶液经流延法铸膜；形成厚度为160μm的石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜；再将石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜经沸水高倍拉伸处理，拉伸倍数为25倍；然后继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为255℃，时间为160分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通过2组热压辊施加大小为10MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为1200℃，时间为30分钟，气氛为氮气氛围，加压的方式为通过2组热压辊施加大小为15MPa的压力；制得厚度为5μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的石墨烯和石墨微晶组成；高度取向是指多于石墨烯添加量70％的石墨烯平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为2.9nm的石墨微晶沿石墨烯表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为2.4％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为2×10^-3mN·cm，电阻率为0.02Ω·cm，强度为380MPa，导热系数为22W/m·k。

实施例7

一种柔性碳膜的制备方法，通过原位聚合法，将浓度为10wt％的单体(单体包含第一单体丙烯腈、第二单体醋酸乙烯酯和第三单体甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯，其中丙烯腈相对总单体的质量分数为81％，醋酸乙烯酯相对总单体的质量分数为16％，甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯相对总单体的质量分数为3％)溶液、引发剂过氧化二苯甲酰和浓度为1wt％氧化石墨烯分散液混合均匀制成聚合溶液；氧化石墨烯分散液使用前需经过机械搅拌分散处理0.5小时和超声分散处理4小时，温度为20℃，氧化石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为二甲基甲酰胺；引发剂相对单体的质量分数为1％；氧化石墨烯相对单体的质量分数为20％；然后在常压，55℃下聚合10h，然后将溶液进行超声脱泡处理2h，得到氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液；制得的氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液中单体的转化率为90％；然后将氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液经溶胀拉伸法铸膜；形成厚度为150μm氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜；再将氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜经热蒸汽高倍拉伸处理，拉伸倍数为35倍；然后继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为275℃，时间为150分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通入空气施加大小为20MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为1400℃，时间为40分钟，气氛为氮气氛围，加压的方式为通入氮气施加大小为25MPa的压力；制得厚度为4μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的还原氧化石墨烯和石墨微晶组成；高度取向是指多于氧化石墨烯添加量70％的还原氧化石墨烯平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为2.3nm的石墨微晶沿还原氧化石墨烯表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为1.8％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为0.6mN·cm，电阻率为8×10^-3Ω·cm，强度为200MPa，导热系数为27W/m·k。

实施例8

一种柔性碳膜的制备方法，通过原位聚合法，将浓度为40wt％的单体(单体包含第一单体丙烯腈、第二单体甲基丙烯酸甲酯和第三单体衣康酸，其中丙烯腈相对总单体的质量分数为97％，甲基丙烯酸甲酯相对总单体的质量分数为2％，衣康酸相对总单体的质量分数为1％)溶液、引发剂偶氮二异丁腈和浓度为0.8wt％的还原氧化石墨烯分散液与20wt％混合均匀制成聚合溶液；还原氧化石墨烯分散液使用前需经过磁力搅拌分散处理1小时和超声分散处理2小时，温度为22℃，还原氧化石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为二甲基亚砜；引发剂相对单体的质量分数为1％；还原氧化石墨烯相对单体的质量分数为30％；然后在常压，60℃下聚合5h，然后将溶液进行真空脱泡处理0.5h，得到还原氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液；制得的还原氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液中单体的转化率为80％；然后将还原氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液经挤出拉伸法和热压法铸膜；形成厚度为120μm的还原氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜；再将还原氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜经热蒸汽高倍拉伸处理，拉伸倍数为45倍；继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为285℃，时间为120分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通过2组热压辊并通入空气施加30MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为1600℃，时间为25分钟，气氛为氮气氛围；加压的方式为通过3组热压辊并通入氮气施加35MPa的压力；制得厚度为2μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的还原氧化石墨烯和石墨微晶组成；高度取向是指多于还原氧化石墨烯添加量70％的还原氧化石墨烯平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为1.8nm的石墨微晶沿还原氧化石墨烯表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为1.2％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为0.08mN·cm，电阻率为6×10^-3Ω·cm，强度为245MPa，导热系数为34W/m·k。

实施例9

一种柔性碳膜的制备方法，通过共混法，将浓度为1.5wt％的石墨片(石墨烯微片和氧化石墨烯的质量比2:1)分散液与浓度为20wt％的聚丙烯腈(包含第一单体丙烯腈、第二单体丙烯酰胺和第三单体丙烯磺酸钠的聚丙烯腈，其中丙烯腈占总单体的质量分数为92％，丙烯酰胺占总单体的质量分数为5％，丙烯磺酸钠占总单体的质量分数为3％)溶液通过机械搅拌混合；石墨片分散液使用前需经过磁力搅拌分散处理1小时和机械搅拌分散处理9小时，温度为32℃，石墨片分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为二甲基乙酰胺；石墨片分散液与聚丙烯腈溶液机械搅拌混合的时间为5h，转速为800转/分钟，温度为20℃；然后将溶液进行静置脱泡，时间为1.5h，获得石墨片/聚丙烯腈复合溶液；制得的石墨片/聚丙烯腈复合溶液中聚丙烯腈的浓度为30wt％，石墨片相对聚丙烯腈的质量分数为40％；然后将石墨片/聚丙烯腈复合溶液经热压法铸膜；形成厚度为100μm的石墨片/聚丙烯腈复合薄膜；再将石墨片/聚丙烯腈复合薄膜经沸水高倍拉伸处理，拉伸倍数为10倍；继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为295℃，时间为100分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通过2组热压辊并通入空气施加40MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为1800℃，时间为15分钟，气氛为氩气氛围，加压的方式为通过1组热压辊并通入氩气施加45MPa的压力；制得厚度为10μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的石墨片和石墨微晶组成；高度取向是指多于石墨片添加量70％的石墨片平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为1.5nm的石墨微晶沿石墨片表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为0.3％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为0.03mN·cm，电阻率为3×10^-3Ω·cm，强度为290MPa，导热系数为42W/m·k。

实施例10

一种柔性碳膜的制备方法，通过原位聚合法，将浓度为30wt％的单体(单体包含第一单体丙烯腈、第二单体甲基丙烯腈和第三单体甲基丙烯磺酸钠，其中，丙烯腈占总单体的质量分数为98％，甲基丙烯腈占总单体的质量分数为1％，甲基丙烯磺酸钠占总单体的质量分数为1％)溶液、引发剂过氧化二苯甲酰和浓度为2.5wt％的石墨片(氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的质量比为1:3)分散液混合均匀制成聚合溶液；石墨片分散液使用前需经过机械搅拌分散处理，处理时间为3小时，温度为18℃，石墨片分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为二甲基乙酰胺；引发剂相对单体的质量分数为1％；石墨片相对单体的质量分数为50％；然后在常压，65℃下聚合12h，然后将溶液进行超声脱泡处理3.5h，得到石墨片/聚丙烯腈复合溶液；制得的石墨片/聚丙烯腈复合溶液中单体的转化率为89％；然后将石墨片/聚丙烯腈复合溶液经浸胶法铸膜；形成厚度为80μm的石墨片/聚丙烯腈复合薄膜；再将石墨片/聚丙烯腈复合薄膜经热蒸汽高倍拉伸处理，拉伸倍数为4倍；继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为210℃，时间为80分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通过3组热压辊施加大小为50MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为650℃，时间为55分钟，气氛为氩气氛围，加压的方式为通过3组热压辊施加大小为2MPa的压力；制得厚度为20μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的石墨片和石墨微晶组成；高度取向是指多于石墨片添加量70％的石墨片平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为4.7nm的石墨微晶沿石墨片表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为0.7％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为4×10^-3mN·cm，电阻率为58Ω·cm，强度为350MPa，导热系数为0.8W/m·k。

实施例11

一种柔性碳膜的制备方法，通过共混法，将浓度为3.5wt％的石墨片(石墨烯和还原氧化石墨烯的质量比为2:5)分散液与浓度为35wt％的聚丙烯腈(包含第一单体丙烯腈、第二单体甲基丙烯酸甲酯和第三单体甲基丙烯苯磺酸钠的聚丙烯腈，其中丙烯腈占总单体的质量分数为89％，甲基丙烯酸甲酯相对总单体的质量分数为9％；甲基丙烯苯磺酸钠相对总单体的质量分数为2％)溶液通过机械搅拌混合；石墨片分散液使用前需经过机械搅拌分散处理1小时、磁力搅拌分散处理2小时和超声分散处理5小时，温度为25℃，石墨片分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为浓度为57wt％硫氰酸钠水溶液，石墨片分散液与聚丙烯腈溶液机械搅拌混合的时间为8h，转速为700转/分钟，温度为35℃；然后将溶液进行真空脱泡5.5h，获得石墨片/聚丙烯腈复合溶液；制得的石墨片/聚丙烯腈复合溶液中聚丙烯腈的浓度为18wt％，石墨片相对聚丙烯腈的质量分数为60％；然后将石墨片/聚丙烯腈复合溶液经热压法铸膜；形成厚度为50μm的石墨片/聚丙烯腈复合薄膜；再将石墨片/聚丙烯腈复合薄膜经热蒸汽高倍拉伸处理，拉伸倍数为3倍；然后继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为230℃，时间为60分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通入空气施加大小为4MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为700℃，时间为45分钟，气氛为氮气氛围，加压的方式为通入氮气施加大小为6MPa的压力；制得厚度为17μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的石墨片和石墨微晶组成；高度取向是指多于石墨片添加量70％的石墨片平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为4.4nm的石墨微晶沿石墨片表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为3.2％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为1×10^-3mN·cm，电阻率为32Ω·cm，强度为410MPa，导热系数为0.9W/m·k。

实施例12

一种柔性碳膜的制备方法，通过原位聚合法，将浓度为30wt％的单体(单体包含第一单体丙烯腈、第二单体丙烯酸甲酯和第三单体乙烯基吡啶，其中丙烯腈占总单体的质量分数为85％，丙烯酸甲酯占总单体的质量分数为13％，乙烯基吡啶占总单体的质量分数为2％)溶液、引发剂过氧化十二酰和浓度为4.5wt％的石墨烯微片分散液混合均匀制成聚合溶液；石墨烯微片分散液使用前需经过磁力搅拌分散处理，处理时间为7小时，温度为20℃，石墨烯微片分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为浓度为60wt％硫氰酸钠水溶液；引发剂相对单体的质量分数为1％；石墨烯微片相对单体的质量分数为70％；然后在常压，57℃下聚合20h，然后将溶液进行静置脱泡处理7.5h，得到石墨烯微片/聚丙烯腈复合溶液；制得的石墨烯微片/聚丙烯腈复合溶液中单体的转化率为85％；然后将石墨烯微片/聚丙烯腈复合溶液经热压法铸膜；形成厚度为30μm的石墨烯微片/聚丙烯腈复合薄膜；再将石墨烯微片/聚丙烯腈复合薄膜经热蒸汽高倍拉伸处理，拉伸倍数为2倍；继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为240℃，时间为50分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通入空气施加大小为10MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为900℃，时间为35分钟，气氛为氩气氛围；加压的方式为通入氩气施加大小为10MPa的压力；制得厚度为15μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的石墨烯微片和石墨微晶组成；高度取向是指多于石墨烯微片添加量70％的石墨烯微片平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为3.7nm的石墨微晶沿石墨烯微片表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为2.9％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为7×10^-4mN·cm，电阻率为0.4Ω·cm，强度为450MPa，导热系数为8W/m·k。

实施例13

一种柔性碳膜的制备方法，通过共混法，将浓度为4.1wt％的石墨片(石墨烯微片、氧化石墨烯和石墨烯的质量比1:1:1)分散液与浓度为30wt％的聚丙烯腈(包含第一单体丙烯腈、第二单体醋酸乙烯酯和第三单体甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯的聚丙烯腈，其中丙烯腈占总单体的质量分数为90％，醋酸乙烯酯占总单体的质量分数为8％，甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯占总单体的质量分数为2％)溶液通过机械搅拌混合；石墨片分散液使用前需经过超声分散处理，处理时间为10小时，温度为25℃，石墨片分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为二甲基甲酰胺；石墨片分散液与聚丙烯腈溶液机械搅拌混合的时间为15h，转速为900转/分钟，温度为35℃；然后将溶液进行超声脱泡9.5h，获得石墨片/聚丙烯腈复合溶液；制得的石墨片/聚丙烯腈复合溶液中聚丙烯腈的浓度为15wt％，石墨片相对聚丙烯腈的质量分数为16％；然后将石墨片/聚丙烯腈复合溶液经热压法铸膜；形成厚度为10μm的石墨片/聚丙烯腈复合薄膜；再将石墨片/聚丙烯腈复合薄膜经热蒸汽高倍拉伸处理，拉伸倍数为1倍；然后继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为250℃，时间为140分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通入空气施加大小为20MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为1100℃，时间为10分钟，气氛为氮气氛围；加压的方式为通入氮气施加大小为20MPa的压力；制得厚度为12μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的石墨片和石墨微晶组成；高度取向是指多于石墨片添加量70％的石墨片平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为3.1nm的石墨微晶沿石墨片表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为2.1％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为0.9mN·cm，电阻率为0.05Ω·cm，强度为140MPa，导热系数为20W/m·k。

实施例14

一种柔性碳膜的制备方法，通过原位聚合法，将浓度为35wt％的单体(单体包含第一单体丙烯腈、第二单体甲基丙烯酸甲酯和第三单体甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯，其中丙烯腈占总单体的质量分数为90％，甲基丙烯酸甲酯占总单体的质量分数为7％，甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯占总单体的质量分数为3％)溶液、引发剂过氧化二碳酸二异丙酯和浓度为1wt％的石墨片(石墨烯微片、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯和石墨烯的质量比1:3:1:1)分散液混合均匀制成聚合溶液；石墨片分散液使用前需经过超声分散处理，处理时间为5小时，温度为10℃，石墨片分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为二甲基亚砜；引发剂相对单体的质量分数为1％；石墨片相对单体的质量分数为64％；然后在常压，67℃下聚合15h，然后将溶液进行真空脱泡处理11.5h，得到石墨片/聚丙烯腈复合溶液；制得的石墨片/聚丙烯腈复合溶液中单体的转化率为89％；然后将石墨片/聚丙烯腈复合溶液经流延法铸膜；形成厚度为200μm的石墨片/聚丙烯腈复合薄膜；再将石墨片/聚丙烯腈复合薄膜经沸水高倍拉伸处理，拉伸倍数为6倍；继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为215℃，时间为130分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通过3组热压辊施加压力大小为30MPa；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为1900℃，时间为5分钟，气氛为氮气氛围，加压的方式为通过4组热压辊施加压力大小为30MPa；制得厚度为38μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的石墨片和石墨微晶组成；高度取向是指多于石墨片添加量70％的石墨片平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为1.2nm的石墨微晶沿石墨片表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为0.7％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为2.1×10^-3mN·cm，电阻率为2×10^-3Ω·cm，强度为420MPa，导热系数为47W/m·k。

实施例15

一种柔性碳膜的制备方法，通过共混法，将浓度为3.2wt％的氧化石墨烯分散液与浓度为25wt％的聚丙烯腈(包含第一单体丙烯腈、第二单体丙烯酰胺和第三单体甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯的聚丙烯腈，其中丙烯腈占总单体的质量分数为80％，丙烯酰胺占总单体的质量分数为18％，甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯占总单体的质量分数为2％)溶液通过机械搅拌混合；氧化石墨烯分散液使用前需经过磁力搅拌分散处理，处理时间为8小时，温度为30℃，氧化石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为二甲基乙酰胺；氧化石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液机械搅拌混合的时间为20h，转速为900转/分钟，温度为40℃；然后将溶液进行超声脱泡，时间为11h获得氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液；制得的氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液中聚丙烯腈的浓度为35wt％，氧化石墨烯相对聚丙烯腈的质量分数为27％；然后将氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液经流延法铸膜；形成厚度为1μm的氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜；再将氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜经热蒸汽高倍拉伸处理，拉伸倍数为10倍；继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为260℃，时间为160分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通过2组热压辊施加大小为40MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为1300℃，时间为50分钟，气氛为氩气氛围，加压的方式为通过2组热压辊施加大小为40MPa的压力；制得厚度为0.1μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的还原氧化石墨烯和石墨微晶组成；高度取向是指多于氧化石墨烯添加量70％的还原氧化石墨烯平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为2.5nm的石墨微晶沿还原氧化石墨烯表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为0.5％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为0.4mN·cm，电阻率为9×10^-3Ω·cm，强度为230MPa，导热系数为24W/m·k。

实施例16

一种柔性碳膜的制备方法，通过原位聚合法，将浓度为28wt％的单体(单体包含第一单体丙烯腈、第二单体丙烯酸甲酯和第三单体丙烯磺酸钠，其中丙烯腈占总单体的质量分数为82％，丙烯酸甲酯占总单体的质量分数为16％，丙烯磺酸钠占总单体的质量分数为2％)溶液、引发剂过氧化二苯甲酰和浓度为5wt％还原氧化石墨烯分散液混合均匀制成聚合溶液；还原氧化石墨烯分散液使用前需经过超声分散处理，处理时间为8.5小时，温度为28℃，还原氧化石墨烯分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为浓度为55wt％硫氰酸钠水溶液，引发剂相对单体的质量分数为1％；还原氧化石墨烯相对单体的质量分数为38％；然后在常压，55℃下聚合8h，然后将溶液进行超声脱泡处理9h，得到还原氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液；制得的还原氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液中单体的转化率为79％；然后将还原氧化石墨烯/聚丙烯腈复合溶液经挤出拉伸法铸膜；形成厚度为110μm的还原氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜；再将还原氧化石墨烯/聚丙烯腈复合薄膜经热沸水高倍拉伸处理，拉伸倍数为50倍；然后继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为270℃，时间为170分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通入空气施加大小为25MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为1500℃，时间为2分钟，气氛为氮气氛围，加压的方式为通入氮气施加大小为25MPa的压力；制得厚度为5μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的还原氧化石墨烯和石墨微晶组成；高度取向是指多于还原氧化石墨烯添加量70％的还原氧化石墨烯平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为2.2nm的石墨微晶沿还原氧化石墨烯表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为1.5％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软度为6×10^-2mN·cm，电阻率为5×10^-3Ω·cm，强度为280MPa，导热系数为23W/m·k。

实施例17

一种柔性碳膜的制备方法，通过共混法，将浓度为1.6wt％的石墨片(氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的质量比为2:1)分散液与浓度为15wt％的聚丙烯腈(包含第一单体丙烯腈、第二单体醋酸乙烯酯和第三单体衣康酸的聚丙烯腈，其中丙烯腈占总单体的质量分数为87％，醋酸乙烯酯占总单体的质量分数为12％，衣康酸占总单体的质量分数为1％)溶液通过机械搅拌混合；石墨片分散液使用前需经过机械搅拌分散处理，处理时间为9小时，温度为25℃，石墨片分散液与聚丙烯腈溶液含有相同的溶剂，溶剂为浓度为51.3wt％硫氰酸钠水溶液，然后将溶液进行真空脱泡7h，石墨片分散液与聚丙烯腈溶液机械搅拌混合的时间为24h，转速为50转/分钟，温度为10℃；获得石墨片/聚丙烯腈复合溶液；制得的石墨片/聚丙烯腈复合溶液中聚丙烯腈的浓度为26wt％，石墨片相对聚丙烯腈的质量分数为45％；然后将石墨片/聚丙烯腈复合溶液经热压法铸膜；形成厚度为195μm的石墨片/聚丙烯腈复合薄膜；再将石墨片/聚丙烯腈复合薄膜经热蒸汽高倍拉伸处理，拉伸倍数为3倍；然后继续进行加压预氧化处理，加压预氧化温度为290℃，时间为90分钟，气氛为空气氛围，加压的方式为通入空气施加压力大小为36MPa的压力；继续进行加压碳化处理，加压碳化温度为1700℃，时间为3分钟，气氛为氮气氛围，加压的方式为通入氮气施加压力大小为36MPa的压力；制得厚度为63μm的柔性碳膜。

制得的柔性碳膜由高度取向的石墨片和石墨微晶组成；高度取向是指多于石墨片添加量70％的石墨片平面与柔性碳膜平面所成取向角小于30°；平均晶粒尺寸为1.6nm的石墨微晶沿石墨片表面排列取向，该柔性碳膜的孔隙率为0.4％；用JIS L 1096中的slide法测定的柔性碳膜的刚软1为8×10^-3mN·cm，电阻率为3×10^-3Ω·cm，强度为330MPa，导热系数为36W/m·k。