CN1865125A - 纳米碳管定向排列的方法 - Google Patents
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Abstract
纳米碳管定向排列的方法，涉及纳米碳材料制备及纳米器件制造技术领域，将纳米碳管分散在聚合物中，在聚合物未干前沿一个方向反复拉伸，使纳米碳管沿拉伸方向排列。将提纯的纳米碳管按重量比10％～30％分散在DMF中，并用超声振荡1小时，然后在室温下加入分子量为10000g/mol的PMMA，硬化1小时，将半干的聚合物团与纳米碳管混合体拉伸200次，每次拉伸比为50，每次拉伸后，再沿同一方向对折5次，使纳米碳管沿拉伸方向定向排列，然后将混合体放在聚四氟乙烯中挤压成型，在20℃下硬化10小时。本发明的方法简单，易于操作，适于规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及纳米碳材料制备及纳米器件制造技术领域，具体是重新定向排列电弧放电法所制备的准直纳米材料碳管的方法。
背景技术
自从1991年纳米碳管被发现以来，因其超强的力学、热学性能及奇特的电学性能而引起世界范围内的广泛关注，它具有广泛的应用前景，成为持续十几年的研究热点。在合成纳米碳管方面，电弧放电法、化学气相沉积法及激光烧蚀石墨法等都已经取得了大量制备纳米碳管的技术。然而多数合成方法所获得的纳米碳管多为互相缠绕的，直径分布较大，碳管具有结构缺陷、杂质缺陷和拓扑缺陷的像乱麻一样杂乱排列的黑色粉体。而结构完整、纯度高的、准直、结构均匀、定向排列的纳米碳管和阵列具有广泛的应用前景，是所谓高质量的纳米碳管。定向排列及其操控纳米碳管是制约其广泛应用的瓶颈，也是该领域内研究的热点和难点。例如，纳米碳管是迄今为止发现的比强度最高的、具有很大长径比的材料，可以应用于复合材料的增强体，但是，因为纳米碳管容易团聚和杂乱分布，而很难获得复合材料预期的增强效果，反而相当于在基体中引入了大量缺陷和夹杂。纳米碳管的高比强度、高长径比以及良好导电性本来是作为原子力显微镜及扫描隧道显微镜的探针的很好的材料，可以大大提高显微镜的分辨率和像的质量，然而，杂乱排列的纳米碳管也影响了探针的大量制备及应用。
定向排列的碳纳米管管束和阵列的制备方法基本上分为两类：其一是在制备、生长过程中通过控制催化剂的分布、使用模板或利用物理场影响碳管的生长方向，由于在制备过程中总是有杂质的生成，而在提纯过程中，纳米碳管又失去定向性，所以在制备过程中要同时控制杂质的含量，这种方法是研究的热点，也取得许多成果，但该方法产量小，不易实现工业化生产；另一类方法就是使已经制备的纳米碳管在物理场，如液体或气体流场，力场，强磁场，电场中定向排列及自组装，也有人提出利用电化学的方法或微孔过滤的方法得到纯度高、定向排列的纳米碳管管束或阵列，这一类方法可能实现工业化，也可以实现对纳米碳管的操控，但实验上困难很大。
发明内容
本发明的目的提供对电弧放电法所制备的准直纳米材料碳管重新进行定向排列的方法。
纳米碳管定向排列的方法，将纳米碳管分散在聚合物中，在聚合物未干前沿一个方向反复拉伸，使纳米碳管沿拉伸方向排列。
具体实施方式为：将提纯的纳米碳管按重量比10％～30％分散在DMF中，并用超声振荡1小时，然后在室温下加入分子量为10000g/mol的PMMA，硬化1小时，将半干的聚合物团与纳米碳管混合体拉伸200次，每次拉伸比为50，每次拉伸后，再沿同一方向对折5次，使纳米碳管沿拉伸方向定向排列，然后将混合体放在聚四氟乙烯中挤压成型，在20℃下硬化10小时。
本发明的方法简单，易于操作，适于规模化生产。
具体实施方式
(1)将阳极弧等离子体蒸发沉积法合成的纳米碳管经强酸氧化提纯后，用去离子水冲洗并干燥后待用；
(2)将提纯的纳米碳管按重量比10％～30％分散在DMF中，并用超声振荡1小时，然后在室温下加入分子量为10000g/mol的PMMA，硬化1小时；
(3)将半干的聚合物与纳米碳管混合体沿同一个方向拉伸200次，每次拉伸比为50，每次拉伸后，再沿同一方向对折5次，使纳米碳管沿拉伸方向定向排列；
(4)然后将混合体放在聚四氟乙烯模子中在200℃、10MPa下用水式冲压机挤压5分钟成型；
(5)在20℃下硬化10小时。
Claims (3)
1、纳米碳管定向排列的方法，将纳米碳管分散在聚合物中，在聚合物未干前沿一个方向反复拉伸，使纳米碳管沿拉伸方向排列。
2、根据权利要求1所述的纳米碳管定向排列的方法，其特征在于将提纯的纳米碳管按重量比10％～30％分散在DMF中，并用超声振荡1小时，然后在室温下加入分子量为10000g/mol的PMMA，硬化1小时，将半干的聚合物团与纳米碳管混合体拉伸200次，每次拉伸比为50，每次拉伸后，再沿同一方向对折5次，使纳米碳管沿拉伸方向定向排列，然后将混合体放在聚四氟乙烯中挤压成型，在20℃下硬化10小时。
3、根据权利要求1所述的纳米碳管定向排列的方法，其特征在于将混合后样品放在聚四氟乙烯模子中在200℃、10MPa下用水式冲压机挤压5分钟成型。
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101139092B (zh) * | 2007-10-29 | 2013-01-23 | 山西大同大学 | 一种在铝箔上制备纳米碳管的方法 |
| CN104098082A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-10-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 定向纳米线材料形成方法和设备、导电结构形成方法 |
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2005
- 2005-12-17 CN CN 200510022730 patent/CN1865125A/zh active Pending
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| US9343203B2 (en) | 2014-06-27 | 2016-05-17 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Method and apparatus for forming oriented nanowire material and method for forming conductive structure |
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