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东华大学学报(自然科学版)2025年第04期:碳纳米管纤维的制备及其致密化策略研究综述

来源:期刊VIP网 时间:


作者:谢传乐;李炬;刘雯雯;许福军;刘玮;

单位:上海工程技术大学纺织服装学院;东华大学纺织学院;

摘要:碳纳米管纤维(CNTF)因具备卓越的力学、电学和热学性能,被广泛视为下一代高性能纤维的重要候选材料。然而,CNTF制备过程中存在一些问题,如碳纳米管(CNT)的团聚、管间相互作用不佳以及取向性差等,导致纤维具有高孔隙率、低堆积密度和结构不均匀等缺陷,严重限制了其综合性能的发挥。为解决这些问题,引入致密化工艺可以显著减少这些不利因素,克服原始纤维的结构缺陷。本文综述了CNTF的制备方法,包括浮动催化CVD(FC-CVD)纺丝、湿法纺丝、阵列纺丝和薄膜纺丝等。同时,探讨了多种致密化策略,如加捻、溶剂诱导收缩、机械加压与牵伸、聚合物渗透和化学处理等,深入分析了这些致密化工艺对CNTF结构与性能的影响,并展望了其工程化应用前景。最后,结合当前的研究进展,提出了CNTF制备与致密化策略的发展方向,旨在推动其在高性能材料领域的广泛应用。

关键词:碳纳米管纤维;;致密化;;堆积密度;;力学性能;;电学性能

基金资助:国家自然科学基金青年基金(52503120)