BE1027637B1 - Verfahren zur Herstellung leitfähigen Ramiefaser - Google Patents

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BE1027637B1 BE20205451A BE202005451A BE1027637B1 BE 1027637 B1 BE1027637 B1 BE 1027637B1 BE 20205451 A BE20205451 A BE 20205451A BE 202005451 A BE202005451 A BE 202005451A BE 1027637 B1 BE1027637 B1 BE 1027637B1
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Xiaojun Shen
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Abstract

Diese Erfindung betrifft eine Herstellungsmethode einer leitfähigen Ramiefaser, das die folgenden Schritte umfasst: Zugabe der Säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser, anschließende Ultraschallbehandlung bei der Temperatur von 50 - 60°C für 30 - 60 Minuten, anschließende Zugabe von Ramiefaser und dann zum Erhitzen auf der Temperatur von 50 - 60°C, dann Rühren bei konstanter Temperatur für 30 - 60 Minuten und schließlich zum Herausnehmen der Ramiefaser. Mit mehrmals Waschen und Trocknen ist eine leitfähige Ramiefaser herzustellen, bei der das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser 2 – 14 : 100 beträgt, das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu Ramiefasern beträgt 4 – 28 : 0,5. Die dadurch hergestellte Ramiefaser weist eine elektrostatische Leitfähigkeit auf, eröffnet ein neues Feld der Verwendung von Ramiefasern und erweitert den Anwendungsbereich von Ramiefasern, so dass die Ramiefasern nicht nur als Low-End-Produkte wie Kunsthandwerk, allgemeine Gewebe, sondern auch zu den High-Tech-Bereichen wie zur elektromagnetischen Anfälligkeit und zum Elektrostatischen Schutz verwendet werden können.

Description

Verfahren zur Herstellung leitfähigen Ramiefaser Technisches Bereich Die Erfindung betrifft das Gebiet der Fasertextilien, speziell eine leitfähige Ramiefaser und deren Herstellungsverfahren.
Hintergrund der Technologie Struktur und Leistung der Ramiefaser: Ramie, auch als "chinesisches Gras" bekannt, wird hauptsächlich in China und anderen asiatischen Ländern wie den Philippinen und Indien angebaut.
Ramie-Produktion von China steht weltweit an der ersten Stelle und macht 90% der weltweiten Gesamtproduktion aus. [Liu L, Lao C, Zhang N, Chen H, Deng G, Zhu C, Peng D, Ind.
Crops Prod. 2013, 44(0):677.] Gleich wie Baumwollfasern gehört die Ramiefaser auch zu den Naturfasern.
Der Unterschied besteht darin, dass die Ramiefaser einen höheren Gehalt an Nicht- Zellulose-Komponenten aufweist.
Diese Nicht-Zellulose-Komponenten werden zusammen als Kolloide bezeichnet, die Hemizellulose, Pektin, Lignin und gelöste Substanzen, Fettwachs, Asche und andere Substanzen enthalten. {Angelini LG, Lazzeri A, Levita G, et al.
Ind.
Crops Prod. 2000, 11 (2-3): 145; Ishikawa A, Okano T, Sugiyama J, Polymer, 1997, 38 (2): 463]. Die Anwendungsentwicklung der leitfähigen Fasern: um die elektrostatische Schädigung von Textilien zu verhindern, werden leitfähige Fasern seit langem im Ausland untersucht.
Die — Entwicklungsgeschichte leitfähiger Fasern kann in drei Stufen unterteilt werden: |. Metallische leitfähige Faser: die weltweit erste leitfähige Faser, die für die Textilverarbeitung verwendet wird, war der Edelstahl Brunsment von der Firma ,Brunswich“ von den USA hergestellt [Zheng Shaoming, Lai Xianghui, Lin Benshu.
Entwicklung und Anwendung von Leitfähigen Fasern [J]. China Faserüberprüfung (China Fiber Inspection), 2016 (09): 143 -144]; Il.
Leitfähige RuR- Fasern: als es in die 1970er Jahre ging, stellte die Japanische Firma „TEIJIN LIMITED* nach der Erforschung und Entwicklung von Kohlenstoffnanoröhren Leitfähige Ruß-Fasern her und eröffnete neue Anwendungen für Kohlenstoffnanoröhren.
Da die Farbe von Ruß-Fasern jedoch schwarzgrau ist, ist sie für die Anwendung von Ruß-Fasern in Bekleidung, Accessoires und anderen Branchen nicht förderlich, zu diesem Zeitpunkt werden Weiße Leitfähige Fasern deswegen rechtzeitig geboren.
Das von Unternehmen wie Jika und Toray Industries, Inc. entwickelte weiße leitfähige Polyesterfaser und Baumwollfaser, deren leitende Komponenten hauptsächlich Weibmetallverbindungen wie Cul sind, haben leitfähigen Fasern neue Wege in den Bereich der Bekleidung und Dekorationsstoffe eröffnet. [Nanyan.
Forschung über die Struktur und Leistung der organischen leitfähigen Faser und die Entwicklung von antistatischem Gewebe [D]. Xian: Nordwesten Textile Institute, 2005 1.
Chinas Forschung und Erforschung leitfähiger Fasern begann spät, erst in den 1980er Jahren wurden die Forschungen zu leitfähigen Fasern eingehender durchgeführt, unabhängig entwickeltes antistatisches Polypropylen, antistatisches Acryl und leitfähiges Nylon sowie andere leitfähige Fasermaterialien erschienen erst zu dieser Zeit, was bereichert und füllt die Lücke bei der Entwicklung und Anwendung leitfähiger Fasern in China erheblich. Heutzutage sind leitfähige Fasern als Funktionsmaterial weitgehende Aufmerksamkeit von Experten im In- und Ausland erweckt, obwohl ihre Herstellungskosten hoch und der Herstellungsprozess kompliziert sind, wird es angenommen, dass ihre Anwendungsaussichten aufgrund ihrer wichtigen Rolle auf dem Gebiet der Zivilkleidung und Elektronik vielversprechend sind.
Struktur und Leistung von Kohlenstoffnanoröhren: die einzigartige Struktur von Kohlenstoffnanoröhren macht sie zu besonderen Eigenschaften, die in anderen Kohlenstoffkristallen nicht zu finden sind, neben der Korrosionsbeständigkeit, Wärmebeständigkeit und hervorragenden Biokompatibilität von Graphen sind auch die elektrischen und mechanischen Eigenschaften besonders hervorstehend. Der Grund für die hervorragende elektrische Leistung ist, dass jedes Kohlenstoffatom in der Molekülstruktur ein ungepaartes Elektron aufweist, das sich in der TT-Umlaufbahn senkrecht zur Schicht befindet. [Jiang Yuchun. Forschung zur Verwendung von Kohlenstoffnanoröhren zur Modifizierung von Seidenproteinmaterialien [D]. Universität Südwesten (Southwest University), 2014]. Studien haben gezeigt, dass die theoretischen Berechnungen und tatsächlichen Testergebnisse der Leitfähigkeitseigenschaften von Kohlenstoffnanorôhren zeigen, dass Kohlenstoffnanoröhren aufgrund unterschiedlicher Strukturen Leiter oder Halbleiter sein können. [Ebbesen TW, Lezec HJ, Hiura H, et al. Nature, 1996, 382: 54.] Die Zeiten ändern sich, die Wirtschaft entwickelt sich, der Lebensstandard der Menschen steigt und die ästhetischen Standards werden immer vielfältiger, Naturfasern weisen Einschränkungen in Bezug auf sowohl Vielfalt als auch Farbe auf, die nicht ausreichen können, die Marktanforderungen vollständig zu erfüllen. Als erneuerbare Naturfaser hat Ramiefaser große Produktion und ist weit verbreitet, gleichzeitig hat sie relativ viele hervorragende Eigenschaften und kann den Kompositamaterialien das Substrat liefern, die soziale Bedürfnisse erfüllen.
Gegenstand der Erfindung Diese Erfindung bietet eine Herstellungsmethode einer leitfähigen Ramiefaser an, die dadurch hergestellte Ramiefaser weist eine elektrostatische Leitfähigkeit auf, eröffnet ein neues Feld der Verwendung von Ramiefasern und erweitert den Anwendungsbereich von Ramiefasern, so dass die Ramiefasern nicht nur als Low-End-Produkte wie Kunsthandwerk, allgemeine Gewebe, sondern auch zu den High-Tech-Bereichen wie zur elektromagnetischen Anfälligkeit und zum Elektrostatischen Schutz verwendet werden.
Diese Erfindung ist durch die folgenden technischen Lösungen geschafft: Eine Herstellungsmethode einer leitfähigen Ramiefaser, das die folgenden Schritte umfasst: Zugabe der Säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser, anschließende Ultraschallbehandlung bei der Temperatur von 50 - 60°C für 30 - 60 Minuten, anschließende Zugabe von Ramiefaser und dann zum Erhitzen auf der Temperatur von 50 - 60°C, dann Rühren bei konstanter Temperatur für 30 - 60 Minuten und schließlich zum Herausnehmen der Ramiefaser. Mit mehrmals Waschen und Trocknen ist eine leitfähige Ramiefaser herzustellen, bei der das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser 2 - 14: 100 beträgt, das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu Ramiefasern beträgt 4 - 28: 0,5.
Vorzugsweise beträgt die Trocknungstemperatur 60 - 70°C.
Vorzugsweise werden die genannten säureoxidierten Kohlenstoffnanorôhren nach der folgenden Methode hergestellt: die gereinigten Kohlenstoffnanorôhren werden in ein Becherglas gegeben, dann ist die gemischte Lösung aus konzentrierter Schwefelsäure und konzentrierter Salpetersäure langsam indem zu gießen, und dann 3 - 4 Stunden lang bei der Temperatur von 50 - 60°C mit Ultraschall behandelt stehen zu lassen, bis die Lösung geschichtet ist, dann ist der Überstand zu entfernen, darin sind entionisiertes Wasser und Salzsäure hinzuzufügen und gut umzurühren, dann stehen zu lassen bis die Lösung geschichtet ist, und der Überstand ist zu entfernen, dann ist sie wiederholt mit Wasser zu verdünnen und zu zentrifugieren, bis der Überstand neutral ist, zum Schluss ist sie filtrieren und trocknen zu lassen, um die säureoxidierte Kohlenstoffnanoröhren herzustellen; die Massenprozentsatzkonzentration von der genannten konzentrierten Schwefelsäure beträgt 97 - 99%, die von der konzentrierten Salpetersäure beträgt 65% - 68%, die von der Salzsäure beträgt 35 - 36%.
Vorzugsweise sind die genannten gereinigten Kohlenstoffnanoröhren durch die folgenden Schritten herzustellen: die richtige Menge an Kohlenstoffnanoröhren zu wiegen, die konzentrierte Schwefelsäure von der Massenprozentsatzkonzentration 65% - 68% ist in die Kohlenstoffnanoröhren hinzufügen, dann bei der Raumtemperatur zu rühren, stehen zu lassen, zu zentrifugieren und den Überstand zu entfernen, dann wiederholt beim Zentrifugieren reinigen zu lassen, zum Schluss filtrieren und trocknen zu lassen, um die gereinigten Kohlenstoffnanoröhren herzustellen.
Gegenüber der vorhandenen Technik hat die vorliegende Erfindung die folgenden vorteilhaften Wirkungen: die dadurch hergestellte Ramiefaser weist eine elektrostatische Leitfähigkeit auf, eröffnet ein neues Feld der Verwendung von Ramiefasern und erweitert den Anwendungsbereich von Ramiefasern, so dass die Ramiefasern nicht nur als Low-End-Produkte wie Kunsthandwerk, allgemeine Gewebe, sondern auch zu den High-Tech-Bereichen wie zur elektromagnetischen Anfälligkeit und zum Elektrostatischen Schutz verwendet werden.
Figurbeschreibung Figur 1 ist eine Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme von einer unbehandelten Ramiefaser Figur 2 ist eine Rasterelektronenmikrosko-Aufnahme der leitfähigen Ramiefaser aus den Beispielen. Detaillierte Ausführungsmethode Beispiel 1 Eine Herstellungsmethode der leitfähigen Ramiefaser umfasst die folgenden Schritte: Zugabe der Säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser, anschließende Ultraschallbehandlung bei der Temperatur von 50°C für 30 Minuten, anschließende Zugabe von Ramiefaser und dann zum Erhitzen auf der Temperatur von 50°C, dann Rühren bei konstanter Temperatur für 30 Minuten und schließlich zum Herausnehmen der Ramiefaser. Mit mehrmals Waschen und Trocknen ist eine leitfähige Ramiefaser herzustellen, Bei der das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser 2 : 100 beträgt, das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu Ramiefasern beträgt 4 : 0,5.
Die Trocknungstemperatur beträgt bei diesem Beispiel 65°C. Die säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren dabei werden nach der allgemeinen Methode hergestellt.
Die hergestellte leitfähige Ramiefaser ist eine schwarzgraue Kohlenstoffnanorôhre / leitfähige Ramiefaser. Beispiel 2 Zugabe der Säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser, anschließende Ultraschallbehandlung bei der Temperatur von 60°C für 60 Minuten, anschließende Zugabe von Ramiefaser und dann zum Erhitzen auf der Temperatur von 60°C, dann Rühren bei konstanter Temperatur für 30 Minuten und schließlich zum Herausnehmen der Ramiefaser. Mit mehrmals Waschen und Trocknen ist eine leitfähige Ramiefaser herzustellen, bei der das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser 4 : 100 beträgt, das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu Ramiefasern beträgt 8 : 0,5.
Die Trocknungstemperatur beträgt bei diesem Beispiel 60°C. Die genannten säureoxidierten Kohlenstoffnanorôhren in diesem Beispiel werden nach der folgenden Methode hergestellt: die gereinigten Kohlenstoffnanoröhren werden in ein Becherglas gegeben, dann ist die gemischte Lösung aus konzentrierter Schwefelsäure und konzentrierter 951 Salpetersäure langsam indem zu gießen, und dann 3 - 4 Stunden lang bei der Temperatur von 55°C mit Ultraschall behandelt stehen zu lassen, bis die Lösung geschichtet ist, dann ist der Überstand zu entfernen, darin sind entionisiertes Wasser und Salzsäure hinzuzufügen und gut 5 umzurühren, dann stehen zu lassen bis die Lösung geschichtet ist, und der Überstand ist zu entfernen; Dann ist sie wiederholt mit Wasser zu verdünnen und zu zentrifugieren, bis der Überstand neutral ist, zum Schluss ist sie filtrieren und trocknen zu lassen, um die säureoxidierte Kohlenstoffnanoröhren herzustellen; die Massenprozentsatzkonzentration von der genannten konzentrierten Schwefelsäure beträgt 98 %, die von der konzentrierten Salpetersäure beträgt 68 10%, die von der Salzsäure beträgt 36 %.\ Die genannten gereinigten Kohlenstoffnanoröhren in diesem Beispiel sind durch die folgenden Schritten herzustellen: die richtige Menge an Kohlenstoffnanoröhren zu wiegen, dann die konzentrierte Salpetersäure von der Massenprozentsatzkonzentration 68% in die Kohlenstoffnanoröhren hinzufügen, dann bei der Raumtemperatur zu rühren, stehen zu lassen, zu zentrifugieren und den Überstand zu entfernen, dann wiederholt beim Zentrifugieren reinigen zu lassen, zum Schluss filtrieren und trocknen zu lassen, um die gereinigten Kohlenstoffnanoröhren herzustellen.
Beispiel 3 Zugabe der Säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser, anschließende Ultraschallbehandlung bei der Temperatur von 60°C für 50 Minuten, anschließende Zugabe von Ramiefaser und dann zum Erhitzen auf der Temperatur von 55°C, dann Rühren bei konstanter Temperatur für 50 Minuten und schließlich zum Herausnehmen der Ramiefaser. Mit mehrmals Waschen und Trocknen ist eine leitfähige Ramiefaser herzustellen, bei der das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser 6 : 100 beträgt, das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu Ramiefasern beträgt 12 : 0,5.
Die Trocknungstemperatur beträgt bei diesem Beispiel 70°C.
Die genannten säureoxidierten Kohlenstoffnanorôhren in diesem Beispiel werden nach der folgenden Methode hergestellt: die gereinigten Kohlenstoffnanorôhren werden in ein Becherglas gegeben, dann ist die gemischte Lösung aus konzentrierter Schwefelsäure und konzentrierter Salpetersäure langsam indem zu gießen, und dann 4 Stunden lang bei der Temperatur von 60°C mit Ultraschall behandelt stehen zu lassen, bis die Lösung geschichtet ist, dann ist der Überstand zu entfernen, darin sind entionisiertes Wasser und Salzsäure hinzuzufügen und gut umzurühren, dann stehen zu lassen bis die Lösung geschichtet ist, und der Überstand ist zu entfernen; Dann ist sie wiederholt mit Wasser zu verdünnen und zu zentrifugieren, bis der Überstand neutral ist,
zum Schluss ist sie filtrieren und trocknen zu lassen, um die säureoxidierte > Kohlenstoffnanoröhren herzustellen; die Massenprozentsatzkonzentration von der genannten konzentrierten Schwefelsäure beträgt 97 %, die von der konzentrierten Salpetersäure beträgt 65 %, die von der Salzsäure beträgt 35 %.
Die genannten gereinigten Kohlenstoffnanoröhren in diesem Beispiel sind durch die folgenden Schritten herzustellen: die richtige Menge an Kohlenstoffnanoröhren zu wiegen, dann die konzentrierte Salpetersäure von der Massenprozentsatzkonzentration 65% in die Kohlenstoffnanoröhren hinzufügen, dann bei der Raumtemperatur zu rühren, stehen zu lassen, zu zentrifugieren und den Überstand zu entfernen, dann wiederholt beim Zentrifugieren reinigen zu lassen, zum Schluss filtrieren und trocknen zu lassen, um die gereinigten Kohlenstoffnanoröhren herzustellen. Beispiel 4 Zugabe der Säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser, anschließende Ultraschallbehandlung bei der Temperatur von 60 °C für 60 Minuten, anschließende Zugabe von Ramiefaser und dann zum Erhitzen auf der Temperatur von 60 °C, dann Rühren bei konstanter Temperatur für 60 Minuten und schließlich zum Herausnehmen der Ramiefaser, mit mehrmals Waschen und Trocknen ist eine leitfähige Ramiefaser herzustellen, bei der das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser 10: 100 beträgt, das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu Ramiefasern beträgt 20: 0,5. Die Trocknungstemperatur beträgt bei diesem Beispiel 70°C. Die genannten säureoxidierten Kohlenstoffnanorôhren in diesem Beispiel werden nach der folgenden Methode hergestellt: die gereinigten Kohlenstoffnanorôhren werden in ein Becherglas gegeben, dann ist die gemischte Lösung aus konzentrierter Schwefelsäure und konzentrierter Salpetersäure langsam indem zu gießen, und dann 4 Stunden lang bei der Temperatur von 60°C mit Ultraschall behandelt stehen zu lassen, bis die Lösung geschichtet ist, dann ist der Überstand zu entfernen, darin sind entionisiertes Wasser und Salzsäure hinzuzufügen und gut umzurühren, dann stehen zu lassen bis die Lösung geschichtet ist, und der Überstand ist zu entfernen; Dann ist sie wiederholt mit Wasser zu verdünnen und zu zentrifugieren, bis der Überstand neutral ist, zum Schluss ist sie filtrieren und trocknen zu lassen, um die säureoxidierte Kohlenstoffnanoröhren herzustellen; die Massenprozentsatzkonzentration von der genannten konzentrierten Schwefelsäure beträgt 99 %, die von der konzentrierten Salpetersäure beträgt 68 %, die von der Salzsäure beträgt 36 %.
Die genannten gereinigten Kohlenstoffnanoröhren in diesem Beispiel sind durch die folgenden Schritten herzustellen: die richtige Menge an Kohlenstoffnanoröhren zu wiegen, dann die konzentrierte Salpetersäure von der Massenprozentsatzkonzentration 68 % in die Kohlenstoffnanoröhren hinzufügen, dann bei der Raumtemperatur zu rühren, stehen zu lassen, zu zentrifugieren und den Überstand zu entfernen, dann wiederholt beim Zentrifugieren reinigen zu lassen, zum Schluss filtrieren und trocknen zu lassen, um die gereinigten Kohlenstoffnanoröhren herzustellen.
Beispiel 5 Zugabe der Säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser, anschließende Ultraschallbehandlung bei der Temperatur von 55°C für 40 Minuten, anschließende Zugabe von Ramiefaser und dann zum Erhitzen auf der Temperatur von 55°C, dann Rühren bei konstanter Temperatur für 40 Minuten und schließlich zum Herausnehmen der Ramiefaser, mit mehrmals Waschen und Trocknen ist eine leitfähige Ramiefaser herzustellen, bei der das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser 12 : 100 beträgt, das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu Ramiefasern beträgt 24 : 0,5. Die Trocknungstemperatur beträgt bei diesem Beispiel 65°C. Die genannten säureoxidierten Kohlenstoffnanorôhren in diesem Beispiel werden nach der folgenden Methode hergestellt: die gereinigten Kohlenstoffnanoröhren werden in ein Becherglas gegeben, dann ist die gemischte Lösung aus konzentrierter Schwefelsäure und konzentrierter Salpetersäure langsam indem zu gießen, und dann 3 Stunden lang bei der Temperatur von 55 ° C mit Ultraschall behandelt stehen zu lassen, bis die Lösung geschichtet ist, dann ist der Überstand zu entfernen, darin sind entionisiertes Wasser und Salzsäure hinzuzufügen und gut umzurühren, dann stehen zu lassen bis die Lösung geschichtet ist, und der Überstand ist zu entfernen; Dann ist sie wiederholt mit Wasser zu verdünnen und zu zentrifugieren, bis der Überstand neutral ist, zum Schluss ist sie filtrieren und trocknen zu lassen, um die säureoxidierte Kohlenstoffnanoröhren herzustellen; die Massenprozentsatzkonzentration von der genannten konzentrierten Schwefelsäure beträgt 98 %, die von der konzentrierten Salpetersäure beträgt 67 %, die von der Salzsäure beträgt 36 %.
Die genannten gereinigten Kohlenstoffnanoröhren in diesem Beispiel sind durch die folgenden Schritten herzustellen: die richtige Menge an Kohlenstoffnanoröhren zu wiegen, dann die konzentrierte Salpetersäure von der Massenprozentsatzkonzentration 67 % in die Kohlenstoffnanoröhren hinzufügen, dann bei der Raumtemperatur zu rühren, stehen zu lassen, zu zentrifugieren und den Überstand zu entfernen, dann wiederholt beim Zentrifugieren reinigen zu lassen, zum Schluss filtileren und trocknen zu lassen, um die gereinigten 95 Kohlenstoffnanoröhren herzustellen. Beispiel 6 Zugabe der Säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser, anschließende Ultraschallbehandlung bei der Temperatur von 50°C für 30 Minuten, anschließende Zugabe von Ramiefaser und dann zum Erhitzen auf der Temperatur von 50°C, dann Rühren bei konstanter Temperatur für 30 Minuten und schließlich zum Herausnehmen der Ramiefaser, mit mehrmals Waschen und Trocknen ist eine leitfähige Ramiefaser herzustellen, bei der das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser 14 : 100 beträgt, das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu Ramiefasern beträgt 28 : 0,5. Die Trocknungstemperatur beträgt bei diesem Beispiel 60°C. Die genannten säureoxidierten Kohlenstoffnanorôhren in diesem Beispiel werden nach der folgenden Methode hergestellt: die gereinigten Kohlenstoffnanoröhren werden in ein Becherglas gegeben, dann ist die gemischte Lösung aus konzentrierter Schwefelsäure und konzentrierter Salpetersäure langsam indem zu gießen, und dann 3 Stunden lang bei der Temperatur von 50°C mit Ultraschall behandelt stehen zu lassen, bis die Lösung geschichtet ist, dann ist der Überstand zu entfernen, darin sind entionisiertes Wasser und Salzsäure hinzuzufügen und gut umzurühren, dann stehen zu lassen bis die Lösung geschichtet ist, und der Überstand ist zu entfernen; Dann ist sie wiederholt mit Wasser zu verdünnen und zu zentrifugieren, bis der Überstand neutral ist, zum Schluss ist sie filtrieren und trocknen zu lassen, um die säureoxidierte Kohlenstoffnanoröhren herzustellen; die Massenprozentsatzkonzentration von der genannten konzentrierten Schwefelsäure beträgt 99 %, die von der konzentrierten Salpetersäure beträgt 65 %, die von der Salzsäure beträgt 35 %.
Die genannten gereinigten Kohlenstoffnanoröhren in diesem Beispiel sind durch die folgenden Schritten herzustellen: die richtige Menge an Kohlenstoffnanoröhren zu wiegen, dann die konzentrierte Salpetersäure von der Massenprozentsatzkonzentration 65 % in die Kohlenstoffnanoröhren hinzufügen, dann bei der Raumtemperatur zu rühren, stehen zu lassen, zu zentrifugieren und den Überstand zu entfernen, dann wiederholt beim Zentrifugieren reinigen zu lassen, zum Schluss filtrieren und trocknen zu lassen, um die gereinigten Kohlenstoffnanoröhren herzustellen.
Die hergestellten leitfähigen Fasern werden durch die Messung vom Wert des Volumenwiderstands unterzogen: Fünf Einzelfasern zu einem Bündel zu nehmen, dann mit einem Digitalmultimeter den Widerstandswert der Faser von 1 cm gemäß der Formel messen: Rv = RS /L, Rv ist Wert des Volumenwiderstands von Fasern, R ist der gemessene Widerstandswert, S ist die Faserquerschnittsfläche, L ist die Länge der gemessenen Faser, zufolge der Messung beträgt Wert des Volumenwiderstands von der nicht modifizierten Ramiefaser 9,2 x 109 Q - cm, der von der in Beispiel 1 erhaltenen leitfähigen Faser 0,46 x 10 —1 Q : cm, der von der in Beispiel 2 erhaltenen leitfähigen Faser 0,26 x 10 -1Q - cm, der von der in Beispiel 3 erhaltenen leitfähigen Faser 0,15 x 10 —1 Q - cm, der von der in Beispiel 4 erhaltenen leitfähigen Faser 0,1 x 10-1 Q - cm und der von der in Beispiel 5 erhaltenen leitfähigen Faser 0,07 x 10 —1 Q : cm und der von der in Beispiel 6 erhaltenen leitfähigen Faser 0,07 x 10 —1 Q - cm.
Von der Messung geht es hervor, dass Wert des Volumenwiderstands der durch Kohlenstoffnanoröhren modifizierten Ramiefaser um 10 Größenordnungen gesunken sind, was darauf hinweist, dass die Verwendung von Kohlenstoffnanoröhren zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit von Ramiefasern sehr effektiv sein.
Dies liegt daran, dass eine bestimmte Menge Kohlenstoffnanoröhren an der Oberfläche der Ramiefaser adsorbiert werden, wenn die Kohlenstoffnanoröhren voneinander angeschlossen sind, können sich die Elektronen bewegen, um einen Leitfähigen Weg zu bilden,
so dass die ursprünglich Isolierramiefaser eine elektrische Leitfähigkeit aufweist.

Claims (5)

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung leitfähigen Ramiefaser, welches die folgenden Schritte umfasst: — zugeben von Säureoxidierten Kohlenstoffnanorôhren zu entionisiertem Wasser, — anschließende Ultraschallbehandlung bei einer Temperatur von 50 - 60°C für 30-60 Minuten, — anschließende Zugabe von Ramiefaser und Erhitzen auf einer Temperatur von 50 - 60°C, — dann Rühren bei konstanter Temperatur für 30 - 60 Minuten und — schließlich Herausnehmen der Ramiefaser, — mehrmals Waschen und Trocknen zum Erhalt leitfähigen Ramiefaser, wobei das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu entionisiertem Wasser 2 - 14: 100 beträgt, das Massenverhältnis von säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren zu Ramiefasern beträgt 4-28: 0,5.
2. Verfahren zur Herstellung leitfähigen Ramiefaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungstemperatur 60 - 70°C beträgt.
3. Verfahren zur Herstellung leitfähigen Ramiefaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung säureoxidierten Kohlenstoffnanoröhren die folgenden Schritte umfasst: — zugeben von gereinigten Kohlenstoffnanorôhren in ein Becherglas, — langsam hineingieBen einer gemischten Lösung aus konzentrierter Schwefelsäure und konzentrierter Salpetersäure, — behandeln mit Ultraschall und stehenlassen für 3 - 4 Stunden bei einer Temperatur von 50 - 60°C, bis die Lösung geschichtet ist, — entfernen des Überstands, — am Überstand hinzufügen von entionisiertem Wasser und Salzsäure und gut umrühren, — dann stehen lassen bis die Lösung geschichtet ist, — entfernen des Überstands, — wiederholt verdünnen mit Wasser und zentrifugieren, bis der Überstand neutral ist, — zum Schluss filtrieren und trocknen lassen, um die säureoxidierte Kohlenstoffnanoröhren zu erhalten, wobei die Massenprozentsatzkonzentration der konzentrierten Schwefelsäure 97 - 99%, die der konzentrierten Salpetersäure 65% 020/945 68%, und die der Salzsäure 35 - 36% beträgt.
4. Verfahren zur Herstellung leitfähigen Ramiefaser gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Herstellung der gereinigten Kohlenstoffnanoröhren die folgenden Schritte umfasst: — In die Kohlenstoffnanoröhren hinzufügen konzentrierter Schwefelsäure mit einer Massenprozentsatzkonzentration von 65% - 68%, — dann rühren bei Raumtemperatur und stehenlassen, — zentrifugieren und entfernen des Überstands, — dann wiederholt Zentrifugieren zur Reinigung, — zum Schluss filtrieren und trocknen lassen, zum Erhalt der gereinigten Kohlenstoffnanoröhren.
5. Leitfähige Ramiefaser, hergestellt nach einem der Herstellungsverfahren gemäß den Ansprüchen 1 — 4.
BE20205451A 2020-06-20 2020-06-20 Verfahren zur Herstellung leitfähigen Ramiefaser BE1027637B1 (de)

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