卷曲碳纳米管-石墨帰复合膜50时，W边AB始终靠近石墨帰膜30的方式进行 卷曲。
[0045] 可W理解，也可W使第一支撑体60和第二支撑体62沿相反的方向转动，而对所述 复合初级线70进行加抢。所述第一支撑体60和第二支撑体62转动的圈数与碳纳米管-石 墨帰复合膜50的长度有关，更进一步，所述第一支撑体60和第二支撑体62转动的圈数与 碳纳米管膜10的长度有关。当所述碳纳米管膜10的长度为1米时，该碳纳米管-石墨帰 复合膜50被扭转1000圈至1500圈。
[0046] 可W理解，在扭转的过程中，第一支撑体60和第二支撑体62仍需对所述碳纳米 管-石墨帰复合膜50施加所述两个相反的拉力，从而使轴向基本沿碳纳米管-石墨帰复合 膜50的长度方向延伸的碳纳米管在挪直的情况下扭转。当该碳纳米管挪直后，该碳纳米管 之间的间隙减小，从而使形成的碳纳米管复合线80具有更高的机械强度。
[0047] 本实施例中，所述第一支撑体60和第二支撑体62均由电机和针头组成，将针头安 装在电机上，并用间隔设置的两个针头将所述碳纳米管-石墨帰复合膜50沿一条边CD挑 起来，然后启动电机，使碳纳米管-石墨帰复合膜50由边AB向边CD的方向慢慢卷曲起来， 然后，使其中一个电机停止转动，而另一个电机继续转动，对所述复合初级线70进行加抢， 得到碳纳米管复合线80,如图9所示。
[0048] (2)请参见图10,首先，将碳纳米管-石墨帰复合膜50置于一平面上，且石墨帰膜 30被碳纳米管膜10所承载。然后，将一根线状或杆状物体90靠近所述边AB放置于碳纳米 管-石墨帰复合膜50上，且所述线状或杆状物体90与边AB平行。使边AB将所述线状或 杆状物体90包裹并向边CD的方向慢慢将整个碳纳米管-石墨帰复合膜50卷曲起来，卷曲 的方向始终与边AB垂直。将所述线状或杆状物体90抽出，得到复合初级线70。最后，再将 所述复合初级线70进行加抢，得到碳纳米管复合线80。
[0049] (3)请参见图11，首先，将碳纳米管-石墨帰复合膜50置于一平面上，且石墨帰膜 30被碳纳米管膜10所承载。然后，将一根线状或杆状物体90靠近所述碳纳米管-石墨帰 复合膜50的一端点A放置于碳纳米管-石墨帰复合膜50上，且所述线状或杆状物体90与 所述边AB具有一夹角。使碳纳米管-石墨帰复合膜50包裹所述线状或杆状物体90,由端 点A沿着碳纳米管-石墨帰复合膜50的对角线AC慢慢将整个碳纳米管-石墨帰复合膜50 卷曲起来。将所述线状或杆状物体90抽出，得到复合初级线70。最后，再将所述复合初级 线70进行加抢，得到碳纳米管复合线80。优选地，所述线状或杆状物体90与所述边AB之 间的夹角为45度。
[0050] 当所述碳纳米管膜10为交叉重叠设置的多层碳纳米管拉膜时，沿所述碳纳米 管-石墨帰复合膜50的对角线方向卷起来再加抢的方法得到的碳纳米管复合线80的机 械强度更高，送是因为相邻碳纳米管拉膜中碳纳米管的延伸方向呈90度角，沿所述碳纳米 管-石墨帰复合膜50的对角线方向卷起来再加抢的过程中，每一层碳纳米管拉膜中的碳纳 米管均对所述碳纳米管复合线80的机械强度做出了贡献。
[0051] 可W理解，所述碳纳米管-石墨帰复合膜50可W由多个碳纳米管膜10和多个石 墨帰膜30交叉重叠设置形成。具体地，将第一碳纳米管膜10与第一石墨帰膜30远离第一 基底20的表面贴合，利用溶液腐蚀法去掉该第一基底20后，再将该第一碳纳米管膜10远 离所述第一石墨帰膜30的表面与一第二石墨帰膜30远离第二基底20的表面贴合，除去该 第二基底20,如此重复操作，形成由多个碳纳米管膜10和多个石墨帰膜30交叉重叠设置的 碳纳米管-石墨帰复合膜50。
[0052] 可W理解，先将所述碳纳米管-石墨帰复合膜50卷成一圆筒型结构，然后将该圆 筒型结构的两端分别沿相反的方向转动（即加抢)，得到所述碳纳米管复合线80。所述复合 初级线70经过加抢后机械强度会提高，其原因在于，加抢后，首尾相连的碳纳米管的"节 点"处的近邻碳纳米管增多，相邻碳纳米管之间的距离变小，相邻碳纳米管之间的范德华力 增强，相应地，机械强度增强。
[0053] 卷曲所述碳纳米管-石墨帰复合膜50并对该碳纳米管-石墨帰复合膜50加抢的 过程中，石墨帰膜30中的石墨帰片在扭转力的作用下被紧密挤压在一起，使碳纳米管膜10 中首尾相连的相邻碳纳米管之间的"节点"处的机械强度增强，从而提高了碳纳米管复合线 80的机械性能。
[0054] 所述碳纳米管复合线80包括多个碳纳米管和多个石墨帰片，所述多个碳纳米管 通过范德华力首尾相连，且该多个碳纳米管连续地绕所述碳纳米管复合线80的轴向螺旋 状排列，多个石墨帰片分散于碳纳米管复合线80中，且多个石墨帰片紧密连接在一起。
[00巧]当所述至少一碳纳米管膜10为两层交叉重叠设置的碳纳米管膜10,所述石墨帰 膜30的层数为1层至5层时，所获得的碳纳米管复合线80具有良好的机械性能，同时具有 较轻的重量。
[0056]本发明提供的碳纳米管复合线的制备方法具有W下优点：将碳纳米管膜与石墨帰 膜复合成碳纳米管-石墨帰复合膜，并将该碳纳米管-石墨帰复合膜先卷起来再加抢，石墨 帰膜中的石墨帰片在扭转力的作用下被紧密挤压在一起，致使首尾相连的碳纳米管的"节 点"处的近邻碳纳米管增多，相邻碳纳米管之间的距离变小，相邻碳纳米管之间的范德华力 增强，相应地，机械强度增强，从而提高了碳纳米管复合线的机械性能。
[0057]另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，送些依据本发明精 神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
【主权项】
1. 一种碳纳米管复合线的制备方法，包括以下步骤： 提供至少一碳纳米管膜，该至少一碳纳米管膜为自支撑结构； 提供一基底，在该基底上生长一石墨烯膜； 将所述至少一碳纳米管膜与所述石墨烯膜贴合形成一碳纳米管-石墨烯复合膜； 除去所述基底；以及 将所述碳纳米管-石墨烯复合膜卷成一卷后加捻，形成碳纳米管复合线。2. 如权利要求1所述的碳纳米管复合线的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管膜包 括多个首尾相连且沿同一方向延伸的碳纳米管，该碳纳米管平行于碳纳米管膜的表面。3. 如权利要求1所述的碳纳米管复合线的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管膜包 括多个碳纳米管，该多个碳纳米管相互缠绕或者各向同性排列。4. 如权利要求1所述的碳纳米管复合线的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管膜包 括多个碳纳米管线状结构，该多个碳纳米管线状结构相互编织成网状结构，所述碳纳米管 线状结构由非扭转的碳纳米管线或扭转的碳纳米管线组成。5. 如权利要求1所述的碳纳米管复合线的制备方法，其特征在于，将所述至少一碳纳 米管膜与所述石墨烯膜贴合的步骤具体包括：将所述至少一碳纳米管膜覆盖在石墨烯膜远 离基底的表面；以及利用加热的金属轧辊施加压力于所述至少一碳纳米管膜，使所述至少 一碳纳米管膜与所述石墨烯膜复合形成所述碳纳米管-石墨烯复合膜。6. 如权利要求1所述的碳纳米管复合线的制备方法，其特征在于，将所述至少一碳纳 米管膜与所述石墨烯膜贴合的步骤具体包括：将所述至少一碳纳米管膜覆盖在石墨烯膜远 离基底的表面；采用有机溶剂处理所述至少有一碳纳米管膜，利用有机溶剂挥发时的表面 张力的作用，使所述碳纳米管膜与所述石墨烯膜复合形成所述碳纳米管-石墨烯复合膜； 以及采用超临界CO2的方法除去所述有机溶剂。7. 如权利要求1所述的碳纳米管复合线的制备方法，其特征在于，将所述碳纳米管-石 墨烯复合膜卷成一卷后加捻的步骤具体包括：将所述碳纳米管-石墨烯卷成一圆筒型结 构；以及将该圆筒形结构的两端分别沿相反的方向转动。8. 如权利要求1所述的碳纳米管复合线的制备方法，其特征在于，所述基底为铜箱，利 用溶液腐蚀的方法除去所述基底，所述溶液为浓硝酸。9. 如权利要求1所述的碳纳米管复合线的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管-石墨 烯复合膜由多个碳纳米管膜和多个石墨烯膜交叉重叠设置形成。10. 如权利要求1所述的碳纳米管复合线的制备方法，其特征在于，所述至少一碳纳米 管膜为两层交叉重叠设置的碳纳米管膜，所述石墨烯膜的层数为1层至5层。
【专利摘要】一种碳纳米管复合线的制备方法，包括以下步骤：提供至少一碳纳米管膜；提供一基底，在该基底上生长一石墨烯膜；将所述碳纳米管膜与所述石墨烯膜远离基底的表面复合；除去所述基底，形成碳纳米管-石墨烯复合膜；将所述碳纳米管-石墨烯复合膜卷起来并加捻，形成碳纳米管复合线。
【IPC分类】B82B3/00, B82Y40/00, B81C1/00
【公开号】CN105174204
【申请号】
【发明人】林晓阳, 柳鹏, 张丽娜, 姜开利, 范守善
【申请人】清华大学, 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年6月17日