發(fā)布時(shí)間：2022-11-10 19:42

　　碳納米管從被發(fā)現(xiàn)起就一直受到極大的關(guān)注,更是被組裝成如纖維、薄膜、氣凝膠等多種結(jié)構(gòu)。其中,碳納米管纖維是碳納米管材料重要的一維表現(xiàn)形式之一,其不僅具有可與碳纖維等高性能纖維媲美的機(jī)械性能,也很好地保持了碳納米管豐富的熱、電、場(chǎng)發(fā)射等功能,故而備受期待成為21世紀(jì)納米材料的研究焦點(diǎn)。特別是近10年世界各國研究學(xué)者更是大力研究和開發(fā)碳納米管的各種材料形式,并通過各種方式調(diào)控材料結(jié)構(gòu)來提升或賦予它們更多更好的性能。目前進(jìn)行的許多研究中使用的纖維長(zhǎng)度較短、尺寸較小,纖維直徑僅為10微米左右,如此小直徑的纖維不適合工程使用,更限制了其在紡織領(lǐng)域的加工應(yīng)用,如智能紡織品和可穿戴設(shè)備。因此,非常有必要將小直徑的CNT纖維組裝或復(fù)合成大尺寸的CNT紗線（直徑＞100μm）,且碳納米管纖維直徑大于50微米后由于生長(zhǎng)時(shí)弱范德華力的影響纖維力學(xué)性能較差,很難強(qiáng)于1 GPa。為此,本論文以將碳納米管纖維紗線化為目的設(shè)計(jì)構(gòu)建了碳納米管纖維干燥、致密、集聚前處理和加捻后處理的方法及裝置,實(shí)現(xiàn)連續(xù)且大量制備碳納米管紗線。進(jìn)一步探索非加捻手段的碳納米管紗線組裝方法和碳納米管紗線在紡織品方面的應(yīng)用可能性。論文的主要研究... 

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 碳納米管纖維加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 溶液紡絲法
        1.2.2 直接紡絲法
        1.2.3 陣列紡絲法
    1.3 碳納米管紗線加工技術(shù)現(xiàn)狀
        1.3.1 純碳納米管紗線加工技術(shù)現(xiàn)狀
        1.3.2 聚合物/碳納米管復(fù)合紗線現(xiàn)狀
        1.3.3 金屬絲/碳納米管復(fù)合紗線現(xiàn)狀
    1.4 研究目的與內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 碳納米管纖維紗線化原理及工藝過程
    2.1 碳納米管纖維的干燥
    2.2 碳納米管纖維的致密
    2.3 碳納米管纖維的集聚
    2.4 碳納米管纖維的加捻
        2.4.1 加捻原理的設(shè)計(jì)
        2.4.2 加捻過程分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 碳納米管纖維的預(yù)處理裝置及加工工藝
    3.1 碳納米管纖維的干燥裝置
        3.1.1 裝配結(jié)構(gòu)
        3.1.2 卷繞成型機(jī)構(gòu)
        3.1.3 卷繞成型機(jī)理
        3.1.4 控制系統(tǒng)
    3.2 干燥處理工藝及表征
    3.3 碳納米管纖維的致密裝置
        3.3.1 致密裝置的組成
        3.3.2 致密機(jī)理分析
        3.3.3 致密CNT纖維的力學(xué)性能
        3.3.4 致密CNT纖維的結(jié)構(gòu)形貌
    3.4 碳納米管纖維集聚裝置及加工工藝
        3.4.1 集聚裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.4.2 集聚裝置的裝配結(jié)構(gòu)
        3.4.3 CNT纖維集聚處理工藝
    3.5 本章小結(jié)
第四章 碳納米管纖維的加捻裝置及加工工藝
    4.1 碳納米管纖維的加捻裝置
        4.1.1 飛翼加捻裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.2 飛翼加捻裝置的裝配結(jié)構(gòu)
        4.1.3 飛翼加捻裝置的控制系統(tǒng)
        4.1.4 卷繞模型
    4.2 碳納米管單紗結(jié)構(gòu)與性能分析
        4.2.1 碳納米管纖維加捻工藝
        4.2.2 捻度對(duì)碳納米管紗線直徑的影響
        4.2.3 捻度對(duì)碳納米管紗線力學(xué)性能的影響
        4.2.4 捻度對(duì)碳納米管紗線結(jié)構(gòu)形貌的影響
    4.3 不同直徑碳納米管單紗結(jié)構(gòu)與性能分析
        4.3.1 捻度對(duì)紗線斷裂比強(qiáng)度的影響
        4.3.2 捻度對(duì)紗線拉伸應(yīng)變的影響
        4.3.3 捻度對(duì)紗線結(jié)構(gòu)形貌的影響
    4.4 碳納米管織物的制備
        4.4.1 碳納米管機(jī)織物
        4.4.2 碳納米管針織物
    4.5 本章小結(jié)
第五章 碳納米管纖維的PEI輔助復(fù)合方法及紗線結(jié)構(gòu)與界面性能分析
    5.1 碳納米管纖維的PEI輔助復(fù)合方法
        5.1.1 復(fù)合方法
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)原料、試劑和儀器
        5.1.3 實(shí)驗(yàn)方案
    5.2 碳納米管/PEI復(fù)合紗線的性能分析
        5.2.1 拉伸性能
        5.2.2 單根纖維載荷保持率
        5.2.3 其他性能分析
    5.3 碳納米管纖維的PEI輔助復(fù)合作用分析
        5.3.1 復(fù)合紗線的結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 復(fù)合紗線的斷裂形貌
        5.3.3 復(fù)合紗線的界面分析
    5.4 碳納米管/PEI復(fù)合紗線的應(yīng)用性能分析
        5.4.1 熱穩(wěn)定性能
        5.4.2 彎折性能
        5.4.3 加捻性能
        5.4.4 熱壓性能
        5.4.5 摩擦性能
    5.5 本章小結(jié)
第六章 羊毛與碳納米管纖維包芯紗的制備與性能分析
    6.1 羊毛/碳納米管纖維包芯紗的制備
        6.1.1 制備方法
        6.1.2 實(shí)驗(yàn)方案
        6.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器
    6.2 羊毛/碳納米管纖維包芯紗的機(jī)械性能分析
        6.2.1 拉伸斷裂性能
        6.2.2 循環(huán)拉伸性能
    6.3 羊毛/碳納米管纖維包芯紗的應(yīng)用性能分析
        6.3.1 電學(xué)性能
        6.3.2 保暖性能
        6.3.3 電磁屏蔽性能
        6.3.4 耐水洗性能
    6.4 本章小結(jié)
第七章 主要結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 :作者在攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3705186