技术特征：
1.一种碳纳米管纤维的连续牵伸增强方法，其特征在于，包括：使碳纳米管纤维连续依次进行在质子化溶剂中多级牵伸处理、在凝固浴中去质子化处理以及高温退火处理；其中，在进行所述多级牵伸处理时，所述碳纳米管纤维依次与所述质子化溶剂中的多个牵伸轴包绕摩擦接触，多个所述牵伸轴的转速沿所述碳纳米管纤维前进方向依次递增。2.根据权利要求1所述的连续牵伸增强方法，其特征在于，所述碳纳米管纤维包括浮动催化法碳纳米管纤维、液相纺丝法纤维以及阵列纺丝法纤维中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述质子化溶剂包括氯磺酸、甲基磺酸中的任意一种或两种的组合；和/或，所述凝固浴包括水、丙酮以及乙醇中的任意一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的连续牵伸增强方法，其特征在于，任一所述牵伸轴与其相邻的牵伸轴分列于一预设分隔面的不同侧，所述碳纳米管纤维包绕于每一所述牵伸轴与其他相邻牵伸轴相背的一侧；和/或，所述牵伸轴的材质包括聚四氟乙烯、石英中的任意一种或两种的组合；和/或，所述牵伸轴的直径为20-70mm；和/或，多个所述牵伸轴的间距为5-10cm；和/或，两端纤维与牵伸轴的包角为90-150
°
。4.根据权利要求1所述的连续牵伸增强方法，其特征在于，相邻所述牵伸轴的线速度差为0.1-0.5m/h；和/或，所述碳纳米管纤维的放卷速率为1-20m/h；和/或，所述碳纳米管纤维的收卷速率为1-20m/h；和/或，牵伸处理结束后，所述碳纳米管纤维的牵伸率为5-30％。5.根据权利要求4所述的连续牵伸增强方法，其特征在于，所述牵伸轴的数量为3-7个。6.根据权利要求1所述的连续牵伸增强方法，其特征在于，在进行所述去质子化处理时，所述碳纳米管纤维与凝固浴中的固定轴包绕摩擦接触。7.根据权利要求6所述的连续牵伸增强方法，其特征在于，所述固定轴的直径为5-15mm；和/或，所述固定轴的材质包括石英、聚四氟乙烯中的任意一种或两种的组合；和/或，所述碳纳米管纤维与固定轴的包角为45-90
°
。8.根据权利要求1所述的连续牵伸增强方法，其特征在于，所述高温退火处理的温度为200-500℃，纤维退火时间为5-20min。9.一种碳纳米管纤维的连续牵伸增强设备，其特征在于，包括：用于以特定初始速率释放碳纳米管纤维的放卷装置；用于对碳纳米管纤维进行多级牵伸处理的牵伸装置，其中，所述牵伸装置包括用于容置质子化溶剂的牵伸槽以及沿所述碳纳米管纤维前进方向设置于所述牵伸槽的槽体内的多个牵伸轴，每个所述牵伸轴能够以不同的特定牵伸速率旋转；用于对碳纳米管纤维进行去质子化处理的去质子化装置；以及，用于对碳纳米管纤维进行高温退火处理的退火装置。10.根据权利要求9所述的连续牵伸增强设备，其特征在于，所述去质子化装置包括用
于容置凝固浴的去质子化槽以及设置于所述去质子化槽的槽体内的多个固定轴；优选的，所述连续增强牵伸设备还包括多个导线轮，所述导线轮用于固定所述碳纳米管纤维的部分行进路径，以使所述碳纳米管纤维与部分所述牵伸轴和/或固定轴形成特定的包角；优选的，所述连续增强牵伸设备还包括用于以特定的收集速率收集高温退火处理后的碳纳米管纤维的收卷装置。
技术总结
本发明公开了一种碳纳米管纤维的连续牵伸增强方法及设备。所述连续牵伸增强方法包括：使碳纳米管纤维连续依次进行在质子化溶剂中多级牵伸处理、在凝固浴中去质子化处理以及高温退火处理；在进行所述多级牵伸处理时，所述碳纳米管纤维依次与所述质子化溶剂中的多个牵伸轴包绕摩擦接触，多个所述牵伸轴的转速沿所述碳纳米管纤维前进方向依次递增。本发明所提供的碳纳米管纤维的连续牵伸增强方法可降低在牵伸处理过程中的碳纳米管纤维所受的局部应力，避免应力集中导致的碳纳米管纤维断裂，使牵伸处理时的连续性大幅提高；同时，将碳纳米管纤维牵伸、去质子化、高温退火处理过程进行有效整合，实现了碳纳米管纤维的连续高效的牵伸增强。的牵伸增强。的牵伸增强。
技术研发人员：王彬 张永毅 勇振中 吴昆杰 王文静 魏子豪 李清文
受保护的技术使用者：江西省纳米技术研究院
技术研发日：2022.04.22
技术公布日：2022/6/24