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专利号: 2020100557951
申请人: 福建拓烯新材料科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 天然或人造的线或纤维;纺纱或纺丝
更新日期:2024-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种碳/硅杂化纤维的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,

S1、制备杂化二氧化硅湿凝胶:将通式如(1)所示的含烷氧基硅基苯化合物、硅烷偶联剂、N,N-二甲基甲酰胺和去离子水混合,在酸性条件下进行水解,再在碱性条件下进行缩合,获得湿凝胶;所述湿凝胶老化后用N,N-二甲基甲酰胺置换,取出,获得杂化二氧化硅湿凝胶;

其中,p=0、1或2,R为甲基、乙基或异丙基;

S2、制备碳/硅杂化纤维:将步骤S1得到的杂化二氧化硅湿凝胶粉碎,加入到聚丙烯腈溶液中,混匀,纺丝,预氧化、高温碳化,获得碳/硅杂化纤维。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述硅烷偶联剂选自四烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷和二烷氧基硅烷中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述含烷氧基硅基苯化合物和硅烷偶联剂的摩尔比为(0.001~0.3):1。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤S1中所述硅烷偶联剂、N,N-二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:(5~20):(0.6-5)。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤S2中所述杂化二氧化硅湿凝胶和聚丙烯腈溶液的重量比为1:(0.4~6)。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤S2中所述聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈为均聚丙烯腈或共聚丙烯腈,聚丙烯腈分子量不低于10万;所述聚丙烯腈溶液的重量百分浓度为5~15%。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤S2中所述纺丝为静电纺丝、湿法纺丝、干喷湿法纺丝或干法纺丝。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤S2中所述预氧化的氛围为氧气、空气或者氧气/空气的混合气体,温度为200-400℃,时间为20分钟-2小时。

9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤S2中所述高温碳化为在惰性气体氛围中,温度为800-3000℃,时间为100-300秒。

10.一种碳/硅杂化纤维:其特征在于:由权利要求1-9任一项所述的制备方法获得。