本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种碳纳米布料及其制备方法。
背景技术：
纤维布又称碳素纤维布。因其制成的复合材料具有较高的强度且重量较轻，在国际上被誉为“黑色黄金”，它继石器和钢铁等金属后，被国际上称之为“第三代材料”。然而，传统的碳纳米纤维制作的布料的电导率较低，导致制成的衣物防静电性能差，且布料的柔韧性较差。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种碳纳米布料的制备方法，该制备方法得到的碳纳米布料兼具柔韧性和防静电性。
此外，提供一种碳纳米布料。
一种碳纳米布料的制备方法，包括如下步骤：
将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到共聚物，所述不饱和二羧酸选自柠康酸及二甲基马来酸中的至少一种；
在第一保护性气体氛围下，对所述共聚物和碳纳米管阵列进行接枝反应，得到改性碳纳米管阵列；
将所述改性碳纳米管阵列进行纺丝，得到碳纳米纤维；
在所述碳纳米纤维上形成前驱体，并在第二保护性气体氛围下于140℃～160℃下反应，得到改性纤维，所述前驱体选自聚苯乙烯树脂及环氧树脂中的至少一种；
将所述改性纤维进行纺织，得到改性布料；及
将所述改性布料置于溶解剂中浸泡，得到碳纳米布料，所述溶解剂中含有丙酮。
上述碳纳米布料的制备方法，将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到共聚物，不饱和二羧酸选自柠康酸及二甲基马来酸中的至少一种，再采用紫外光将共聚物接枝到碳纳米管阵列的表面，通过在由该改性碳纳米管制成的碳纳米纤维上形成前驱体，选自聚苯乙烯树脂及环氧树脂中的至少一种，使得前驱体与共聚物的-coor-(酯基)反应，得到柔韧性较好的改性纤维，使得由其制成的布料具有较好的柔韧性，通过含有丙酮的溶解剂中浸泡改性布料，使得共聚物与前驱体形成的结合物从改性布料上脱除，以恢复碳纳米管的结构而保证碳纳米布料的导电性能。经试验验证，上述制备方法得到的碳纳米布料的柔韧性为5.75×10-3mm2/kn～7.19×10-3mm2/kn，电阻率为5.17×10-5ω·m～6.90×10-5ω·m，兼具柔韧性和防静电性能。
在其中一个实施例中，所述将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到共聚物的步骤具体为：将所述不饱和二羧酸、所述溴化苯乙烯、所述甲基丙烯酸甲酯及引发剂混合，并于60℃～65℃下进行自由基聚合反应，反应时间为6h～8h，所述引发剂为偶氮二异丁腈。
在其中一个实施例中，所述引发剂与所述不饱和二羧酸的摩尔比为1:18～1:24。
在其中一个实施例中，所述将所述改性布料置于溶解剂中浸泡的步骤之前还包括如下步骤：在第三保护性气体氛围中，对所述改性布料进行加热加压处理。
在其中一个实施例中，所述对所述改性布料进行加热加压处理的步骤中，加热温度为110℃～115℃，压力为45kpa～98kpa，处理时间为5min～60min。
在其中一个实施例中，所述将所述改性布料置于溶解剂中浸泡的步骤中，所述溶解剂为含有质量百分含量为90％～100％的丙酮的水溶液，浸泡的时间为70min～100min。
在其中一个实施例中，所述在所述碳纳米纤维上形成前驱体，并于140℃～160℃下反应的步骤中，反应时间为1h～2h。
在其中一个实施例中，所述共聚物的重均分子量为3500～30000；及/或，
所述不饱和二羧酸、所述溴化苯乙烯及所述甲基丙烯酸甲酯的质量比为(2～7)：(9～14)：(4～7)。
在其中一个实施例中，所述前驱体由聚苯乙烯树脂及环氧树脂组成，且所述聚苯乙烯树脂及所述环氧树脂的摩尔比为1:99～1:92。
一种碳纳米布料，上述碳纳米布料的制备方法制备得到。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
一实施方式的碳纳米布料的制备方法，制备的碳纳米布料兼具防静电性和柔韧性。该碳纳米布料的制备方法包括如下步骤s110～s160：
s110、将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到共聚物。不饱和二羧酸选自柠康酸及二甲基马来酸中的至少一种。
在其中一个实施例中，共聚物的重均分子量为5000～26000。进一步地，共聚物的重均分子量为7500～17500。
在其中一个实施例中，不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯的质量比为(2～7)：(9～14)：(4～7)。此设置的共聚物接枝于碳纳米管阵列的表面，既能够增加改性碳纳米管阵列的硬度，还能够增大碳纳米管之间的距离，以降低由于碳纳米管之间的范德华力所致的团聚，以得到易于分散的改性碳纳米管阵列，以能够更好发挥碳纳米管的性能，得到防静电性能更好的改性碳纳米管阵列。
在其中一个实施例中，苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的质量比为1.5～2.5。此种设置使得改性碳纳米管阵列的附着力更好。进一步地，苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的质量比为2。此种设置进一步提高改性碳纳米管阵列的附着力。
在其中一个实施例中，不饱和二羧酸由柠康酸及二甲基马来酸组成，且柠康酸及二甲基马来酸的摩尔比为0.8：1～1.13：1。此种设置能够进一步增加改性纤维的柔韧性。进一步地，柠康酸及二甲基马来酸的摩尔比为1：1。
在其中一个实施例中，将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应的步骤具体为：将不饱和二羧酸、苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯在紫外光照射下进行自由基聚合反应，并控制反应温度为20℃～45℃，紫外光强度为45w～55w，反应时间为30min～40min。
在其中一个实施例中，将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应的步骤之后，还包括向聚合反应的反应物中加入溶剂，固液分离后收集沉淀，得到共聚物。进一步地，溶剂选自四氯化碳、四氢呋喃及二氯甲烷中的至少一种。固液分离的方式为离心。需要说明的是，固液分离的方式不限于上述指出方法，可以为其他方式，例如可以为过滤。
在其中一个实施例中，在固液分离后收集沉淀的步骤之后，还包括对沉淀进行干燥的步骤，以得到干燥的共聚物。需要说明的是，如果沉淀能够满足需求的话，对沉淀进行干燥的步骤可以省略。
s120、在第一保护性气体氛围下，对共聚物和碳纳米管阵列进行接枝反应，得到改性碳纳米管阵列。
在其中一个实施例中，碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列。需要说明的是，碳纳米管阵列也可以是多壁碳纳米管阵列。需要说明的是，采用上述改性碳纳米管阵列的制备方法时，单壁碳纳米管阵列的表面较多壁碳纳米管阵列的表面修饰难度更大。
在其中一个实施例中，碳纳米管阵列的长度为650μm～1200μm。碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为10nm～15nm。
在其中一个实施例中，s120具体包括s121～s124:
s121、在第一基底上沉积催化剂层。
在其中一个实施例中，采用电子束蒸发法在第一基底的表面形成催化剂层。进一步地，催化剂层的材料选自铁、钴和镍中的至少一种。催化剂层的厚度为20nm～23nm。
在其中一个实施例中，第一基底为氧化铝板。第一基底的主要作用在于对承载碳纳米管阵列。进一步地，第一基底的尺寸为8英尺。当然，在其他实施例中，第一基底的尺寸也可以是其他任意尺寸。更进一步地，第一基底具有第一工作面。在第一工作面沉积形成催化剂层。
s122、在保护性气体氛围下，将形成有催化剂的第一基底升温至550℃～900℃后，再通入碳源气体反应，得到碳纳米管阵列。
在其中一个实施例中，将沉积有催化剂层的第一基底放置于化学气相反应炉中进行反应。进一步地，先向化学气相反应炉中通入保护性气体，再升高化学气相反应炉的温度至550℃～900℃，使得催化剂层在第一基底上均匀成核；再向其中通入碳源气体进行反应。
更进一步地，碳源气体包括乙烯和己烷，乙烯和己烷的气体分压比为1.25:1～8:1。碳源气体的流速为5ml/min～15ml/min，通入碳源气体进行反应的时间为10min～25min。通过此设置，得到的碳纳米管阵列的力学性能较好，以得到柔韧性较好的改性纤维。
在其中一个实施例中，保护性气体选自氮气、氢气、氩气和氦气中的至少一种。
s123、在第二基底上形成共聚物。
在其中一个实施例中，第二基底为镍片或铜片。第二基底的主要作用在于对承载共聚物，而镍片及铜片的化学稳定性好，不会与共聚物发生反应。进一步地，第二基底的尺寸为50mm*50mm，当然，在其他实施例中，第二基底的尺寸也可以是其他任意尺寸。
在其中一个实施例中，共聚物以薄膜的方式设置于第二基底上。进一步地，在第二基底上形成的共聚物薄膜的厚度为1mm～5mm。当然，在其他实施例中，也可以先剪切共聚物材料再置于第二基底上的方式。更进一步地，第二基底具有第二工作面。在第二工作面上形成共聚物薄膜。共聚物薄膜完全覆盖第二工作面。
s123、在第一保护性气体氛围下，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底进行紫外光照射处理，以使共聚物和碳纳米管阵列进行接枝反应，得到改性碳纳米管阵列。
采用紫外光将共聚物接枝到碳纳米管阵列的表面，并且选择特定的共聚物，使得改性碳纳米管阵列易于分散，能够制备具有较好柔韧性的改性纤维，并且能够使改性碳纳米管阵列具有较高的附着力，能够用于制备附着力较高的布料。
在其中一个实施例中，将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底放置于同一反应腔。反应腔能够密闭，且反应腔具有一进气口和一出气口。反应腔中设有紫外光组件，能够对反应腔进行紫外光照射处理。
进一步地，将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底并排放置于反应腔中。更进一步地，将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底并排放置，使得碳纳米管阵列与共聚物接触。
在其中一个实施例中，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底进行紫外光照射处理的过程中，首先封闭反应腔的进气口及出气口，并对反应腔进行抽真空处理，使反应腔内的气压降至10-2torr以下。优选地，使反应腔内的气压降低至10-6torr以下。其次，再通过进气口向反应腔中通入保护性气体直至达到正常大气压，打开出气口，并不断通入保护性气体保持体系的压强。
在其中一个实施例中，第一保护性气体的流速为2l/min～3l/min。第一保护性气体选自氮气、氦气、氖气及氩气中的至少一种。
在其中一个实施例中，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底进行紫外光照射处理时，紫外光的照射功率为15mw～35mw。在此照射功率下，有利于提高反应体系的热效应，使得体系温度升高至共聚物形成气态状态，并在保护性气体气流的作用下移动至碳纳米管阵列的表面与碳纳米管阵列发生接枝聚合反应。
在其中一个实施例中，紫外光为照射波长为196nm～350nm的单色(monochromatic)窄带光。进一步地，单色窄带光为带宽为218nm～298nm的单色光。
在其中一个实施例中，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底的距离为2mm～20mm。
在其中一个实施例中，进行紫外光照射处理的时间为10min～35min。在其中一个实施例中，进行紫外光照射处理的时间为15min～30min。在其中一个实施例中，进行紫外光照射处理的时间为23min。
在其中一个实施例中，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底进行紫外光照射处理时，紫外光的照射功率为15mw～35mw，紫外光为196nm～350nm的单色窄带光，进行紫外光照射处理的时间为15min～30min。在此条件下，有利于在保证共聚物能够接枝到碳纳米管阵列的情况下减少紫外光对共聚物及碳纳米管阵列结构的破坏，以保证碳纳米管阵列的力学性能。
在其中一个实施例中，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底进行紫外光照射处理之后，还包括将第一基底放置于保护性气体氛围下自然冷却的操作。需要说明的是，在其他实施例中，将第一基底放置于保护性气体氛围下自然冷却的操作也可以省略。
在其中一个实施例中，将第一基底放置于保护性气体氛围下自然冷却的操作中，保护性气体选自氮气、氩气和氦气中的至少一种。将第一基底放置于保护性气体氛围下进行自然冷却能够防止碳纳米管阵列暴露在空气中而被氧化。
s130、对改性碳纳米管阵列进行纺丝，得到碳纳米纤维。
在其中一个实施例中，s130的步骤具体为：采用夹取工具从改性碳纳米管阵列的边缘夹取改性碳纳米管阵列，并沿着垂直于改性碳纳米管阵列生长的方向进行拖拽和旋转，以使改性碳纳米管阵列被拉伸，且使改性碳纳米管阵列中的每根改性碳纳米管拧在一起，得到碳纳米纤维。
在夹取工具拉伸改性碳纳米管阵列时，改性碳纳米管通过范德华力及修饰在改性碳纳米管阵列表面的共聚物或共聚物的分解物之间的非共价键相互作用力带动改性碳纳米管阵列持续不断地被拉出而呈丝状，通过旋转改性碳纳米管阵列使得改性碳纳米管阵列中的每根改性碳纳米管拧在一起，即为碳纳米纤维。
进一步地，s130的步骤具体为：从改性碳纳米管阵列的边缘夹取改性碳纳米管阵列，并沿着垂直于改性碳纳米管阵列生长的方向进行拖拽，得到丝状纳米管阵列；从丝状纳米管阵列的边缘夹取丝状纳米管阵列，并沿着垂直于丝状纳米管阵列的延伸方向进行旋转并拖拽，以使丝状纳米管阵列被拉伸，且使丝状纳米管阵列中的每根丝状纳米管拧在一起，得到碳纳米纤维。
在其中一个实施例中，从改性碳纳米管阵列的边缘夹取改性碳纳米管阵列时，夹取的宽度为50μm～200μm。进一步地，从改性碳纳米管阵列的边缘夹取改性碳纳米管阵列时，夹取的宽度为100μm～150μm。
在其中一个实施例中，沿着垂直于改性碳纳米管阵列生长的方向进行拖拽时的速率为0.05m/s～0.5mm/s。进一步地，沿着垂直于改性碳纳米管阵列生长的方向进行拖拽时的速率为0.1m/s～0.4mm/s。更进一步地，沿着垂直于改性碳纳米管阵列生长的方向进行拖拽时的速率为0.2m/s～0.3mm/s。
在其中一个实施例中，沿着垂直于改性碳纳米管阵列生长的方向进行旋转时的转速为1000rpm～3000rpm。进一步地，沿着垂直于改性碳纳米管阵列生长的方向进行旋转时的转速为2000rpm。
在其中一个实施例中，碳纳米纤维的直径为10μm～200μm。
在其中一个实施例中，碳纳米纤维的长度为100m～6000m。需要说明的是，碳纳米纤维的长度不限于上述长度，可以根据实际需要进行设置。
s140、在碳纳米纤维上形成前驱体，并在第二保护性气体氛围下于140℃～160℃下反应，得到改性纤维，前驱体选自聚苯乙烯树脂及环氧树脂中的至少一种。
通过在碳纳米纤维上形成前驱体，并选择特定的前驱体，使得前驱体与共聚物的-coor-反应，得到柔韧性较好的改性纤维。
需要说明的是，在碳纳米纤维上形成的前驱体能够与共聚物充分接触。进一步地，在碳纳米纤维上形成的前驱体能够完全覆盖碳纳米纤维的表面，以保证前驱体与共聚物充分接触。
在其中一个实施例中，第二保护性气体选自氮气、氦气、氖气及氩气中的至少一种。
在其中一个实施例中，在碳纳米纤维上形成前驱体，并在第二保护性气体氛围下于140℃～160℃下反应的步骤中，反应时间为1h～2h。在此反应时间下，能够使前驱体与碳纳米纤维充分反应，以保证改性纤维的润湿性。
在其中一个实施例中，通过在碳纳米纤维上喷涂前驱体，以使碳纳米纤维上形成前驱体。此种设置，使得前驱体能够更加均匀的涂覆于碳纳米纤维的表面。进一步地，前驱体为雾状或薄膜状。需要说明的是，在碳纳米纤维上形成前驱体的方式不限于上述指出方法，可以为其他方式，例如涂覆。
在其中一个实施例中，前驱体由聚苯乙烯树脂及环氧树脂组成，且聚苯乙烯树脂及环氧树脂的摩尔比为1:99～1:92。此种设置，能够得到润湿性更好且柔韧性更好的改性纤维。
s150、将改性纤维进行纺织，得到改性布料。
在其中一个实施例中，采用传统的纺织方法将改性纤维纺织成布料。传统的纺织方法例如可以是平织法或斜纹织法。需要说明的是，可以采用单根改性纤维进行纺织，也可以将多根改性纤维平行制成一根再进行纺织。
s160、将改性布料置于溶解剂中浸泡，得到碳纳米布料，溶解剂中含有丙酮。
通过含有丙酮的溶解剂中浸泡改性布料，使得共聚物与前驱体形成的结合物从改性布料上脱除，以恢复碳纳米管的结构而保证碳纳米布料的导电性能。
在其中一个实施例中，将改性布料置于溶解剂中浸泡的步骤中，溶解剂为含有质量百分含量为90％～100％的丙酮的水溶液，浸泡的时间为70min～100min。进一步地，溶解剂为含有质量百分含量为98％～100％的丙酮的水溶液，浸泡的时间为75min～85min。
在其中一个实施例中，将改性布料置于溶解剂中浸泡的步骤之前还包括如下步骤：在第三保护性气体氛围中，对改性布料进行加热加压处理。其中，第三保护性气体选自氮气、氦气、氖气及氩气中的至少一种。通过对改性布料进行加热加压处理，有利布料的成型，使得碳纳米纤维排列的更加致密，以保证改性布料的力学性能。
在其中一个实施例中，对改性布料进行加热加压处理的步骤中，加热温度为110℃～115℃，压力为45kpa～98kpa，处理时间为5min～60min。进一步地，压力为60kpa～80kpa，处理时间为10min～30min。
上述碳纳米布料的制备方法，将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到共聚物，不饱和二羧酸选自柠康酸及二甲基马来酸中的至少一种，再采用紫外光将共聚物接枝到碳纳米管阵列的表面，通过在由该改性碳纳米管制成的碳纳米纤维上形成前驱体，选自聚苯乙烯树脂及环氧树脂中的至少一种，使得前驱体与共聚物的-coor-(酯基)反应，得到柔韧性较好的改性纤维，使得由其制成的布料具有较好的柔韧性，通过含有丙酮的溶解剂中浸泡改性布料，使得共聚物与前驱体形成的结合物从改性布料上脱除，以恢复碳纳米管的结构而保证碳纳米布料的导电性能。经试验验证，上述制备方法得到的碳纳米布料的柔韧性为5.75×10-3mm2/kn～7.19×10-3mm2/kn，电阻率为5.17×10-5ω·m～6.90×10-5ω·m，兼具柔韧性和防静电性能。
再者，上述制备方法不需要将碳纳米管阵列分散在溶剂中即可进行后续处理，工艺简化，不会破坏碳纳米管阵列的阵列结构，有利于保证改性碳纳米管阵列及改性纤维的力学性能，无溶剂等残留，得到的改性纤维的纯度较高。
下面为具体实施例的部分。
如无特别说明，以下实施例，不含有除不可避免的杂质以外的其他未明确指出的组分。第一基底为氧化铝板。第二基底为铜片。前驱体完全覆盖碳纳米纤维的表面。环氧树脂均为双酚a型环氧树脂。紫外光为带宽为256nm的单色光。
实施例1
本实施例的碳纳米布料的制备过程如下：
(1)取一块第一基底，在第一基底上沉积形成20nm厚的催化剂层，催化剂层为镍和钴的混合材料(镍和钴的质量比为1：1)，再将第一基底放置于化学气相沉积反应炉并通过氮气，再升温至900℃，再向化学气相沉积反应炉中通入碳源气体(碳源气体包括乙烯和己烷，乙烯和己烷的气体分压比为1.25:1)，且碳源气体的流量控制在15l/min下反应25min，使得第一基底表面完全覆盖有碳纳米管阵列，碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列，碳纳米管阵列的长度为650μm，碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为15nm。
(2)取一块第二基底，在第二基底上形成厚度为1mm的共聚物薄膜。共聚物的制备过程为：将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯及引发剂混合，并于65℃下进行自由基聚合反应6h，得到反应物；向反应物中加入溶剂，固液分离后收集沉淀，将沉淀进行干燥，得到共聚物。引发剂为aibn。引发剂与不饱和二羧酸的摩尔比为1:18。不饱和二羧酸为柠康酸。不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯的质量比为2:9:7。共聚物的重均分子量为5000。溶剂为四氯化碳。
(3)将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底并排放置于反应腔中，形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底处于同一水平面，且碳纳米管阵列及共聚物接触；反应腔抽真空至气压降至10-2torr后在通入氮气，保持氮气的流速为2l/min，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底进行紫外光照射处理，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底的距离为2mm，紫外光的照射功率为35mw，紫外光为照射波长为196nm的单色窄带光，照射时间为35min；关闭紫外光组件，将第一基底暴露于氮气氛围下至自然冷却，得到改性碳纳米管阵列。
(4)采用夹取工具从改性碳纳米管阵列的边缘夹取改性碳纳米管阵列，并沿着垂直于改性碳纳米管阵列生长的方向进行拖拽并旋转，得到碳纳米纤维。从改性碳纳米管阵列的边缘夹取改性碳纳米管阵列时，夹取的宽度为200μm。拖拽的速度为0.05mm/s，转速为3000rpm。得到的碳纳米纤维的直径为10μm。
(5)在碳纳米纤维上形成前驱体，并在氮气氛围中于140℃下反应1h，得到改性纤维，前驱体为聚苯乙烯树脂。
(6)将改性纤维进行纺织，得到改性布料。将改性布料置于溶解剂中浸泡85min，得到碳纳米布料，溶解剂为含有质量百分含量为90％的丙酮的水溶液。
实施例2
本实施例的碳纳米布料的制备过程如下：
(1)取一块第一基底，在第一基底上沉积形成23nm厚的催化剂层，催化剂层为镍和钴的混合材料(镍和钴的质量比为1：1)，再将第一基底放置于化学气相沉积反应炉并通过氮气，再升温至550℃，再向化学气相沉积反应炉中通入碳源气体(碳源气体包括乙烯和己烷，乙烯和己烷的气体分压比为8:1)，且碳源气体的流量控制在5l/min下反应10min，使得第一基底表面完全覆盖有碳纳米管阵列，碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列，碳纳米管阵列的长度为1180μm，碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为10nm。
(2)取一块第二基底，在第二基底上形成厚度为5mm的共聚物薄膜。共聚物的制备过程如下：将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯及引发剂混合，并于60℃下进行自由基聚合反应8h，得到反应物；向反应物中加入溶剂，固液分离后收集沉淀，将沉淀进行干燥，得到共聚物。其中，引发剂为aibn，引发剂与不饱和二羧酸的摩尔比为1:24。不饱和二羧酸为二甲基马来酸。不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯的质量比为7:14:4。共聚物的重均分子量为26000。溶剂为四氢呋喃。
(3)将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底并排放置于反应腔中，形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底处于同一水平面，且碳纳米管阵列及共聚物接触；反应腔抽真空至气压降至10-2torr后在通入氮气，保持氮气的流速为3l/min，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底进行紫外光照射处理，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底的距离为20mm，紫外光的照射功率为15mw，紫外光为照射波长为350nm的单色窄带光，照射时间为10min；关闭紫外光组件，将第一基底暴露于氮气氛围下至自然冷却，得到改性碳纳米管阵列。
(4)采用夹取工具从改性碳纳米管阵列的边缘夹取改性碳纳米管阵列，并沿着垂直于改性碳纳米管阵列生长的方向进行拖拽并旋转；得到碳纳米纤维。从改性碳纳米管阵列的边缘夹取改性碳纳米管阵列时，夹取的宽度为50μm。拖拽的速度为0.5mm/s，转速为1000rpm。得到的碳纳米纤维的直径为200μm。
(5)在碳纳米纤维上形成前驱体，并在氮气氛围中于160℃下反应2h，得到改性纤维，前驱体为环氧树脂。
(6)将改性纤维进行纺织，得到改性布料。将改性布料置于溶解剂中浸泡75min，得到碳纳米布料，溶解剂为纯丙酮。
实施例3
本实施例的碳纳米布料的制备过程如下：
(1)取一块第一基底，在第一基底上沉积形成21nm厚的催化剂层，催化剂层为镍和钴的混合材料(镍和钴的质量比为1：1)，再将第一基底放置于化学气相沉积反应炉并通过氮气，再升温至700℃，再向化学气相沉积反应炉中通入碳源气体(碳源气体包括乙烯和己烷，乙烯和己烷的气体分压比为5:1)，且碳源气体的流量控制在10l/min下反应20min，使得第一基底表面完全覆盖有碳纳米管阵列，碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列，碳纳米管阵列的长度为800μm，碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为12nm。
(2)取一块第二基底，在第二基底上形成厚度为3mm的共聚物薄膜。共聚物的制备过程如下：将不饱和二羧酸、溴化苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯及引发剂混合，并于63℃下进行自由基聚合反应7h，得到反应物；向反应物中加入溶剂，固液分离后收集沉淀，将沉淀进行干燥，得到共聚物；引发剂为aibn，引发剂与不饱和二羧酸的摩尔比为1:20。不饱和二羧酸包括柠康酸及二甲基马来酸，且柠康酸及二甲基马来酸的摩尔比为1:1。不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯的质量比为4.5:12:6。共聚物的重均分子量为15500。溶剂为二氯化碳。
(3)将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底并排放置于反应腔中，形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底处于同一水平面，且碳纳米管阵列及共聚物接触；反应腔抽真空至气压降至10-2torr后在通入氮气，保持氮气的流速为2.5l/min，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底进行紫外光照射处理，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有共聚物的第二基底的距离为10mm，紫外光的照射功率为25mw，紫外光为照射波长为256nm的单色窄带光，照射时间为23min；关闭紫外光组件，将第一基底暴露于氮气氛围下至自然冷却，得到改性碳纳米管阵列。
(4)采用夹取工具从改性碳纳米管阵列的边缘夹取改性碳纳米管阵列，并沿着垂直于改性碳纳米管阵列生长的方向进行拖拽并旋转，得到碳纳米纤维。从改性碳纳米管阵列的边缘夹取改性碳纳米管阵列时，夹取的宽度为130μm。拖拽的速度为0.3mm/s，转速为2000rpm。得到的碳纳米纤维的直径为100μm。
(5)在碳纳米纤维上喷涂前驱体，并在氮气氛围中于150℃下反应1.5h，得到改性纤维，前驱体由环氧树脂及聚苯乙烯树脂组成，且聚苯乙烯树脂及环氧树脂的摩尔比为1.1。
(6)将改性纤维进行纺织，得到改性布料。将改性布料置于溶解剂中浸泡80min，得到碳纳米布料，溶解剂为含有质量百分含量为96％的丙酮的水溶液。
实施例4
本实施例的碳纳米布料的制备过程如下：
(1)按照实施例1的步骤(1)～(5)制备改性纤维。
(2)将改性纤维进行纺织，得到改性布料。对改性布料进行加热加压处理，加热温度为110℃，压力为98kpa，处理时间为60min。将加热加压处理后的改性布料置于溶解剂中浸泡85min，得到碳纳米布料，溶解剂为含有质量百分含量为90％的丙酮的水溶液。
实施例5
本实施例的碳纳米布料的制备过程如下：
(1)按照实施例2的步骤(1)～(5)制备改性纤维。
(2)将改性纤维进行纺织，得到改性布料。对改性布料进行加热加压处理，加热温度为115℃，压力为45kpa，处理时间为5min。将加热加压处理后的改性布料置于溶解剂中浸泡75min，得到碳纳米布料，溶解剂为纯丙酮。
实施例6
本实施例的碳纳米布料的制备过程如下：
(1)按照实施例3的步骤(1)～(5)制备改性纤维。
(2)将改性纤维进行纺织，得到改性布料。对改性布料进行加热加压处理，加热温度为112℃，压力为70kpa，处理时间为20min。将加热加压处理后的改性布料置于溶解剂中浸泡80min，得到碳纳米布料，溶解剂为含有质量百分含量为96％的丙酮的水溶液。
实施例7
本实施例的碳纳米布料的制备过程与实施例1的大致相同，不同之处在于：不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯的质量比为2:9:6。
实施例8
本实施例的碳纳米布料的制备过程与实施例2的大致相同，不同之处在于：不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯的质量比为7:12.5:5。
实施例9
本实施例的碳纳米布料的制备过程与实施例6大致相同，不同之处在于：前驱体由聚苯乙烯树脂及环氧树脂组成，且聚苯乙烯树脂及环氧树脂为质量比为1:99。
实施例10
本实施例的碳纳米布料的制备过程与实施例6大致相同，不同之处在于：前驱体由聚苯乙烯树脂及环氧树脂组成，且聚苯乙烯树脂及环氧树脂为质量比为1:92。
实施例11
本实施例的碳纳米布料的制备过程与实施例6大致相同，不同之处在于：柠康酸及二甲基马来酸的摩尔比为为0.8:1。
实施例12
本实施例的碳纳米布料的制备过程与实施例6大致相同，不同之处在于：柠康酸及二甲基马来酸的摩尔比为1.13:1。
实施例13
本实施例的碳纳米布料的制备过程与实施例6大致相同，不同之处在于：将不饱和二羧酸通过自由基聚合反应，得到反应物；向反应物中加入溶剂，固液分离后收集沉淀，将沉淀进行干燥，得到共聚物。
实施例14
本实施例的碳纳米布料的制备过程与实施例6大致相同，不同之处在于：将溴化苯乙烯通过自由基聚合反应，得到反应物；向反应物中加入溶剂，固液分离后收集沉淀，将沉淀进行干燥，得到共聚物。
实施例15
本实施例的碳纳米布料的制备过程与实施例6大致相同，不同之处在于：将甲基丙烯酸甲酯通过自由基聚合反应，得到反应物；向反应物中加入溶剂，固液分离后收集沉淀，将沉淀进行干燥，得到共聚物。
实施例16
本实施例的碳纳米布料的制备过程如下：
(1)按照实施例3的步骤(1)～(4)制备碳纳米纤维。
(2)将碳纳米纤维进行纺织，得到改性布料。将改性布料置于溶解剂中浸泡80min，得到碳纳米布料，溶解剂为含有质量百分含量为96％的丙酮的水溶液。
测试：
测定实施例1～16的改性布料和碳纳米布料的柔韧性、附着力和电导率。测定结果详见表1。表1表示的是实施例1～16的改性布料和碳纳米布料的柔韧性、附着力和电导率。
具体地，采用拉伸测试法测定布料的柔韧性；
采用jisk6854所规定的方法测定布料的附着力；
采用四点法测定布料的电阻率。
表1
从表1可以看出，实施例1～13的碳纳米布料的柔韧性为7.77×10-3mm2/kn～8.15×10-3mm2/kn，高于实施例16，且实施例1～3的碳纳米布料的电阻率为5.17×10-5ω·m～6.90×10-5ω·m，低于实施例16，说明上述实施方式得到的碳纳米布料的柔韧性较好，更加舒适的布料，品质较高，能够用于制作具有较好防静电功能的防护服。同时，实施例1～13的碳纳米布料的附着力为178mpa～193mpa，高于实施例16，说明上述实施方式得到的碳纳米布料更加服帖。
其中，实施例1～13碳纳米布料的柔韧性分别高于实施例1～13的改性布料的柔韧性，说明通过溶解剂的浸泡能够提高碳纳米布料的柔韧性，使得碳纳米布料更加服帖和舒适。同时，实施例1～13碳纳米布料的电阻率分别高于实施例1～13的改性布料的电阻率，说明通过溶解剂的浸泡能够提高碳纳米布料的电导率，以提高碳纳米布料的防静电性能。
实施例3的碳纳米布料的柔韧性和附着力均高于实施例13～15，且说明不饱和二羧酸、溴化苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯制成的共聚物更有利于提高碳纳米布料的柔韧性和附着力，得到品质更高的布料。
综上所述，上述实施方式的制备方法能够制备兼具柔韧性、附着力和防静电性能的碳纳米布料，以能够用于制备防护服。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。