1.一种高抗拉强度碳纳米管纤维的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:制备碳纳米管初品;
步骤二:碳纳米管功能化;
将碳纳米管初品经过乙二胺或丙二胺进行等离子化处理以得到功能化碳纳米管,等离子化处理过程以氦气和/或氮气为载气,功能化碳纳米管通过机械牵引加捻制备成功能化碳纳米管纤维;在步骤二中,加捻角度为10-20度;
步骤三:碳纳米管纤维交联反应;
将功能化碳纳米管纤维浸入缩水甘油胺和有机稀释剂的混合液,在常温下交联8-24h;
在步骤三中,所述的缩水甘油胺由以下一个或多个组分构成:对氨基苯酚环氧树脂、4,4-二氨基二苯甲烷环氧树脂、三环氧丙基异氰尿酸酯;所述稀释剂选用二缩水甘油醚、多缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚、二环氧丙烷乙基醚、三环氧丙烷丙基醚、二甲苯、甲苯、苯的一种或几种,所述的缩水甘油胺占缩水甘油胺和稀释剂的混合液的质量分数为
5%-10%;
步骤四:在50℃-200℃的条件下,去除有机稀释剂,得到高抗拉强度碳纳米管纤维;
在步骤三和步骤四中,还设有如下步骤:将交联后的碳纳米管纤维放入苯或甲苯溶液中洗涤去除表面的缩水甘油胺,洗涤后将碳纳米管纤维放入固化剂溶液中固化1-10h。
2.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度碳纳米管纤维的制备方法,其特征在于,在步骤一中,碳纳米管初品的生长条件为:氩气氛围,压力是700-740mmHg,升温到350-450℃,按照乙烯流量0.100-0.500 L/min和氩气流量0.500-2.000 L/min维持10-50 分钟;生长完成后在水蒸气流量0.010-0.050 L/min和氩气流量0.500-3.000 L/min条件下冷却至室温。
3.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度碳纳米管纤维的制备方法,其特征在于,在步骤二中,用氦气和氮气的混合气体来创建大气压等离子体,氦气流速为10.0-40.0升/分钟;
氮气以0.2-0.6升/分钟流速通过鼓泡器将乙二胺以蒸气的形式注入等离子体射流,到达碳纳米管纤维表面。
4.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度碳纳米管纤维的制备方法,其特征在于,所述的固化剂为脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、叔胺的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种高抗拉强度碳纳米管纤维的制备方法,其特征在于,在步骤三中,一个缩水甘油胺分子可连接一个或多个胺官能团。