芳纶纳米纤维增强的碳纳米管复合纤维

孙虹纪，蒋鸿宇，刘沛雨，杨哲，张琨，陈培宁，彭慧胜(聚合物分子工程国家重点实验室 复旦大学高分子科学系 纤维材料与器件研究院先进材料实验室)

摘要：利用浮动催化化学气相沉积法可以将性能优异的碳纳米管(CNT)组装成碳纳米管纤维(CNTF)，但如何有效增强碳纳米管纤维内部碳纳米管及其管束之间的相互作用力，以大幅提升其力学和电学性能，是该领域的一个重要难题. 本文提出通过溶剂质子化策略，将芳纶纳米纤维引入碳纳米管纤维，制备得到了高性能的碳纳米管复合纤维材料，其拉伸强度达到1.23 GPa，杨氏模量达到26.97 GPa，相较于初始的碳纳米管纤维分别提升了92.1%和133.5%. 该复合纤维的比强度和比模量分别为28.67和628.67 cN/dtex，与芳纶纤维等高性能纤维相当. 此外，该复合纤维兼具良好的柔性与电学性能，可以直接作为纤维电子器件的电极材料，展现出良好的应用潜力.

关键词：碳纳米管纤维，芳纶纳米纤维，氢键，高分子复合纤维