CN106381592A - 碳纳米管扁丝及其制备方法和制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种碳纳米管扁丝及其制备方法和制备装置，所述碳纳米管扁丝的制备方法包括步骤：引出碳纳米管原纱束；将碳纳米管原纱束依次半绕包于线速度顺序增大的至少四个滚轴上，以使碳纳米管原纱束被牵伸；其中，碳纳米管原纱束于至少四个滚轴之间呈S形延伸，以使至少两个滚轴可分别抵撑碳纳米管原纱束的相对两侧；得到碳纳米管扁丝。与现有技术相比，本发明通过逐级牵伸的方法，大大提高碳纳米管扁丝的制备速率；碳纳米管扁丝中碳纳米管沿扁丝轴向取向排列，在使用过程中减小了方向性的问题；碳纳米管扁丝呈扁平状，其内部碳纳米管间的结合程度较高且密度增大；在使用过程中碳纳米管扁丝之间、或与树脂的接触面积增大，提高界面结合性能。

Description

碳纳米管扁丝及其制备方法和制备装置

技术领域

本发明涉及碳纳米管技术领域，特别涉及一种碳纳米管扁丝及其制备方法和制备装置。

背景技术

碳纳米管是目前发现的质量最轻、强度最高的一维线性材料，是集力学、电学、热学性能为一体的多功能材料，自发现以来一直被人们寄予厚望，在过去的十多年里被作为力学增强体进行了大量研究，但由于含量、取向、相互之间的结合等问题，其力学性能一直没有得到质的提高。

碳纳米管纤维作为碳纳米管的宏观一维集聚形式，是碳纳米管从微观到宏观应用的最重要呈现形式之一，碳管含量达到95%以上，更易于发挥碳纳米管的性能，多年来备受研究人员关注。目前，制备碳纳米管纤维的方法主要有3种：阵列纺丝法、直接纺丝法和溶液纺丝法。其中，碳纳米管纤维基本采用加捻的方式获得，而加捻方式制备碳纳米管纤维的技术主要存在以下缺点：

1）制备的碳纳米管纤维，碳纳米管与纤维轴向有一定的角度，容易使纤维在使用过程中产生一定的方向性，在利用纤维制备复合材料时对方向性要求较高，增加了加工难度，也影响到复合材料性能；

2）碳纳米管纤维的制备过程中，对加捻部分的环锭转速要求较高，输出速度和环锭转速不能匹配，大大限制了纤维的制备速度；

3）制备的碳纳米管纤维由于受到的外部作用力较小，主要靠自身的相互作用或溶剂聚合物的辅助作用结合，相互之间的结合程度偏低，力学性能偏低；且添加溶剂聚合物时由于引入了聚合物，虽然力学得到一定程度增强，却会降低电学和热学性能。

发明内容

为至少解决上述技术问题之一，本发明的目的在于提供一种碳纳米管扁丝及其制备方法和制备装置，不仅可保证碳纳米管扁丝的电学、热学、力学性能，而且解决了加工难度大的问题。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供了一种碳纳米管扁丝的制备方法，所述方法包括步骤：

引出碳纳米管原纱束；

将碳纳米管原纱束依次半绕包于线速度顺序增大的至少四个滚轴上，以使碳纳米管原纱束被牵伸；其中，碳纳米管原纱束于至少四个滚轴之间呈S形延伸，以使至少两个滚轴可分别抵撑碳纳米管原纱束的相对两侧；

得到碳纳米管扁丝。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤“引出碳纳米管原纱束”包括：

以恒定速度引出碳纳米管原纱束，并控制碳纳米管原纱束的直径保持一致。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤“得到碳纳米管扁丝”包括：

通过挤压辊对被牵伸后的碳纳米管原纱束进行挤压处理；

得到碳纳米管扁丝。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式还提供了一种碳纳米管扁丝的制备方法，所述方法包括步骤：

引出碳纳米管原纱束；

将碳纳米管原纱束依次半绕包于线速度顺序增大的至少四个滚轴上，以使碳纳米管原纱束被牵伸；

通过挤压辊对被牵伸后的碳纳米管原纱束进行挤压处理；

得到碳纳米管扁丝。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式还提供了一种碳纳米管扁丝的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

引出碳纳米管原纱束；

将碳纳米管原纱束依次半绕包于至少四个滚轴上并穿过一对挤压辊之间的容置空间后，将碳纳米管原纱束的一端固定于收集轴上；

转动滚轴、挤压辊及收集轴并控制每个滚轴、挤压辊及收集轴的转速，以使碳纳米管原纱束始终保持相同的拉伸率被牵伸并被挤压；

得到收集于收集轴上的碳纳米管扁丝。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式还提供了一种碳纳米管扁丝的制备装置，所述制备装置包括：

机架；

输出轴，设置于所述机架上并收集有可引出碳纳米管原纱束的碳纳米管含水原纱；

牵伸辊，包括间隔分布并分别转动设置于所述机架上的至少四个滚轴；

收集轴，转动设置于所述机架上；

驱动***，用于驱动至少四个所述滚轴分别以不同线速度转动，以使所述碳纳米管原纱束于所述牵伸辊上被牵伸，以及用于驱动所述收集轴转动以收集形成的所述碳纳米管扁丝。

作为本发明一实施方式的进一步改进，每个所述滚轴包括相对设置的两个端部、及抵撑所述碳纳米管原纱束的凹槽，所述凹槽的直径小于两个所述端部的直径。

作为本发明一实施方式的进一步改进，于所述碳纳米管原纱束的延伸方向上，后一所述滚轴的所述凹槽的直径比前一所述滚轴的所述凹槽的直径增大2%，且所述驱动***驱动每个所述滚轴以相同角速度转动。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述制备装置还包括分别转动设置于所述机架上的一对挤压辊，一对所述挤压辊之间形成容置空间，被牵伸后的所述碳纳米管原纱束可穿过所述容置空间并被一对所述挤压辊挤压。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式还提供了一种碳纳米管扁丝，所述碳纳米管扁丝通过如上所述的制备方法制得。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过使碳纳米管原纱束被逐级牵伸的方法，不仅解决了现有技术加捻方式的输出速度和环锭转速的影响，且便于控制及大大提高碳纳米管扁丝的制备速率；通过牵伸方式制备的碳纳米管扁丝中碳纳米管沿扁丝轴向取向排列，在使用过程中减小了方向性的问题；通过抵压/挤压使碳纳米管扁丝呈扁平状，其内部碳纳米管间的结合程度较高且密度增大，以保证其较好的力学、热学和电学性能；另外，在使用过程中使碳纳米管扁丝之间、或与树脂之间的接触面积增大，进而提高界面结合性能。

附图说明

图1是本发明一实施方式的碳纳米管扁丝的制备方法的流程图；

图2是碳纳米管原纱束、碳纳米管原纱束被牵伸后、碳纳米管原纱束被牵伸并挤压后的断裂伸长曲线对比图；

图3是本发明一实施方式的碳纳米管扁丝的第一倍率电镜图；

图4是本发明一实施方式的碳纳米管扁丝的第二倍率电镜图；

图5是本发明一实施方式的碳纳米管扁丝与现有技术的有捻碳纳米管纤维的载荷对比图；

图6是本发明另一实施方式的碳纳米管扁丝的制备方法的流程图；

图7是本发明一实施方式的碳纳米管扁丝的制备装置的牵伸辊示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参看图1，本发明一实施方式提供了一种碳纳米管扁丝的制备方法，所述制备方法包括步骤：

引出碳纳米管原纱束；

将碳纳米管原纱束依次半绕包于线速度顺序增大的至少四个滚轴上，以使碳纳米管原纱束被牵伸；其中，碳纳米管原纱束于至少四个滚轴之间呈S形延伸，以使至少两个滚轴可分别抵撑碳纳米管原纱束的相对两侧；

得到碳纳米管扁丝。

本发明一实施方式的碳纳米管扁丝的制备方法，通过设置至少四个滚轴，使碳纳米管原纱束被逐级牵伸，不仅解决了现有技术加捻方式的输出速度和环锭转速的影响，在牵伸过程使得制备的碳纳米管扁丝中碳纳米管沿扁丝轴向取向排列，在使用过程中减小了方向性的问题；另外，在牵伸过程中，使碳纳米管原纱束的相对两侧分别受到滚轴的抵撑而发生扁平化，使制备的碳纳米管扁丝中碳纳米管间的结合程度较高且密度增大。

具体的，在本发明一实施方式中，所述步骤“引出碳纳米管原纱束”中，所述碳纳米管原纱束从具有碳纳米管含水原纱的输出轴上引出，在被牵伸过程中，所述碳纳米管含水原纱中的水分会随着牵伸而逐渐被脱出。

其中，所述步骤“引出碳纳米管原纱束”包括：

以恒定速度引出碳纳米管原纱束，并控制碳纳米管原纱束的直径保持一致。

这样，可使引出的所述碳纳米管原纱束的均匀性较高，进而保证在后续牵伸过程中的所述碳纳米管原纱束的张力均匀性，以及保证制备的所述碳纳米管扁丝的均匀性。

进一步地，在本发明一实施方式中，定义所述碳纳米管原纱束从所述输出轴至所述收集轴的方向为所述碳纳米管原纱束的延伸方向，于所述延伸方向上靠近所述输出轴的方向为前，远离所述输出轴的方向为后。

其中，所述步骤“将碳纳米管原纱束依次半绕包于线速度顺序增大的至少四个滚轴上，以使碳纳米管原纱束被牵伸”中：

于所述延伸方向上，至少四个所述滚轴转动的线速度顺序增大，也即，后一所述滚轴的线速度大于前一所述滚轴的线速度。这样，可保证随着牵伸程度而逐渐增长的所述碳纳米管原纱束始终呈张紧状态。优选地，至少四个所述滚轴转动的线速度呈等差数列递增，这样，可保证所述碳纳米管原纱束保持恒定的拉伸率，进而保证各滚轴之间的所述碳纳米管原纱束的张力相等。

具体的，在本发明一实施方式中，至少四个所述滚轴用于抵撑所述碳纳米管原纱束的部位处的直径以2%的增幅依次递增，也即，后一所述滚轴用于抵撑所述碳纳米管原纱束的部位处的直径比前一所述滚轴用于抵撑所述碳纳米管原纱束的部位处的直径增大2%；控制至少四个所述滚轴以相同角速度转动，这样，即可使后一所述滚轴的线速度大于前一所述滚轴的线速度。这样设置，不仅达到逐级牵伸的效果，而且方便对滚轴的速度控制。

另外，所述碳纳米管原纱束的拉伸率由其引出速率和最后一个滚轴的线速度决定，同时，也决定于所述滚轴的数量，所述碳纳米管原纱束的拉伸率随着所述滚轴的数量增多而增大。

进一步地，在本发明一实施方式中，所述碳纳米管原纱束于至少四个所述滚轴之间呈S形延伸，以使至少两个滚轴可分别抵撑碳纳米管原纱束的相对两侧，优选地，任意相邻两个滚轴分别抵撑碳纳米管原纱束的相对两侧。这样，可使所述碳纳米管原纱束在被牵伸的同时，其相对两侧分别受到相邻两个所述滚轴的支撑力而被挤压变形，形成扁平状，一方面会脱去水分；另一方面可使所述碳纳米管原纱束内的碳纳米管密集化；并且使制得的碳纳米管扁丝具有扁平形状，从而在使用过程中使碳纳米管扁丝之间、或与树脂之间的接触面积增大，进而提高界面结合性能。

进一步地，在本发明一实施方式中，所述碳纳米管原纱束在被牵伸过程中，所述碳纳米管原纱束的宽度在离开每一个所述滚轴后变窄。

具体的，每个所述滚轴包括两个端部、及位于两个所述端部之间的凹槽，所述凹槽即所述滚轴用于抵撑所述碳纳米管原纱束的部位。当所述碳纳米管原纱束支撑绕包于所述滚轴上时，所述碳纳米管原纱束可集中于所述凹槽处，以避免过于分散而使密集度降低。随着牵伸程度的增大，所述碳纳米管原纱束的尺寸（也即宽度）逐级减小，相对应的，前一所述滚轴的所述凹槽的宽度较后一所述滚轴的所述凹槽的宽度大，以使所述碳纳米管原纱束在经过所述滚轴后被聚拢而收紧。

进一步地，在本发明一实施方式中，所述步骤“得到碳纳米管扁丝”包括：

通过挤压辊对被牵伸后的碳纳米管原纱束进行挤压处理；

得到碳纳米管扁丝。

参看图2，通过对比碳纳米管原纱束、碳纳米管原纱束被牵伸后、碳纳米管原纱束被牵伸并挤压后的断裂伸长曲线，可以看出，碳纳米管原纱束被牵伸并挤压后的断裂强度优于碳纳米管原纱束被牵伸后优于碳纳米管原纱束。这样可得，通过对被牵伸后的所述碳纳米管原纱束进行挤压处理，可使制备的碳纳米管扁丝中碳纳米管间的结合程度进一步得到提高，整体密度进一步增加，以更大程度地发挥碳纳米管的作用。

具体的，在所述步骤“通过挤压辊对被牵伸后的碳纳米管原纱束进行挤压处理”中，所述挤压辊设置为相互配合的一对，一对所述挤压辊之间具有容置空间，被牵伸后的所述碳纳米管原纱束可穿过所述容置空间、并在所述容置空间处被一对所述挤压辊进行挤压处理。这样，进一步提高碳纳米管的结合程度以及密度，使碳纳米管扁丝承受外力的能力远大于现有技术的加捻方法制备的碳纳米管纤维。

所述碳纳米管原纱束在被挤压过程中，一对所述挤压辊对所述碳纳米管原纱束的压力达到最大时，其咬合精度需达到1微米。如无法达到1微米，可通过于一对所述挤压辊之间增设辅助咬合材料来实现，所述辅助咬合材料可设置为铝箔等。

进一步地，本发明一实施方式中，所述步骤“得到碳纳米管扁丝”中，通过收集轴收集制备的所述碳纳米管扁丝。

另外，通过控制所述滚轴、所述挤压辊和所述收集轴的转速，使所述碳纳米管原纱束在形成所述碳纳米管扁丝的过程中始终呈张紧状态，并可控制所述碳纳米管扁丝的制备速度。这样，可大大提高碳纳米管扁丝的制备速度，可达到10m/min，是有捻纤维的10倍以上。

本发明一实施方式还提供一种碳纳米管扁丝，所述碳纳米管扁丝由如上所述的制备方法制得。

参看图3和图4，所述碳纳米管扁丝内部的碳纳米管沿扁丝轴向取向排列，在使用过程中减小了方向性的问题；且碳纳米管间的结合程度较大且整体密度较高，以使所述碳纳米管扁丝具有极好的力学、热学和电学性能；另外，所述碳纳米管扁丝呈扁平形状，在使用过程中可增大碳纳米管扁丝之间、或与树脂间的接触面积，进而提高界面结合性能，制备更好的碳纳米管纤维复合材料。

参看图5，对比本发明一实施方式提供的所述碳纳米管扁丝与现有技术的有捻碳纳米管纤维的载荷，所述碳纳米管扁丝的载荷明显优于现有的有捻碳纳米管纤维的载荷。

参看图6，图6是本发明另一实施方式的碳纳米管扁丝的制备方法，本实施方式与上一实施方式的区别仅在于：上一实施方式的制备方法中，通过将碳纳米管原纱束于至少四个滚轴间呈S形延伸，以使至少两个滚轴可分别抵撑碳纳米管原纱束的相对两侧，即可实现碳纳米管原纱束的扁平化；而本实施方式的制备方法中，可将碳纳米管原纱束于至少四个滚轴间呈S形延伸或不呈S形（例如螺旋形）延伸，以使所述碳纳米管原纱束的至少一侧被压平，再通过挤压辊的挤压，实现碳纳米管原纱束的扁平化。除上述区别之外，其他均与上一实施方式的制备方法相同，在此不再赘述。

具体的，在本实施方式中，所述制备方法包括步骤：

引出碳纳米管原纱束；

将碳纳米管原纱束依次半绕包于线速度顺序增大的至少四个滚轴上，以使碳纳米管原纱束被牵伸；

通过挤压辊对被牵伸后的碳纳米管原纱束进行挤压处理；

得到碳纳米管扁丝。

本发明一实施方式的碳纳米管扁丝的制备方法，通过设置至少四个滚轴，使碳纳米管原纱束被逐级牵伸，不仅排除了现有技术加捻方式的输出速度和环锭转速的影响，在牵伸过程使得制备的碳纳米管扁丝中碳纳米管沿扁丝轴向取向排列，在使用过程中减小了方向性的问题；通过滚轴对碳纳米管原纱束的相对两侧中的至少一侧进行抵撑压平，并通过挤压辊对牵伸后的碳纳米管原纱束进行挤压处理，使制备的碳纳米管扁丝中碳纳米管间的结合程度得到提高，整体密度增加，以更大程度地发挥碳纳米管的作用。

相对应的，本发明一实施方式还提供了一种碳纳米管扁丝，所述碳纳米管扁丝由如上实施方式所述的制备方法制得。所述碳纳米管扁丝内部的碳纳米管沿扁丝轴向取向排列，在使用过程中减小了方向性的问题；且碳纳米管间的结合程度较大且整体密度较高，以使所述碳纳米管扁丝具有极好的力学、热学和电学性能；另外，所述碳纳米管扁丝呈扁平形状，在使用过程中可增大碳纳米管扁丝之间、或与树脂间的接触面积，进而提高界面结合性能，制备更好的碳纳米管纤维复合材料。

参看图7，本发明一实施方式还提供了一种碳纳米管扁丝的制备装置，所述制备装置包括机架、输出轴、牵伸辊、收集轴和驱动***。

所述机架用于支撑和固定所述制备装置的其他部分。

所述输出轴设置于所述机架上并收集有可引出碳纳米管原纱束的碳纳米管含水原纱。

所述牵伸辊包括间隔分布并分别转动设置于所述机架上的至少四个滚轴。

所述收集轴转动设置于所述机架上。

所述驱动***用于驱动至少四个所述滚轴分别以不同线速度转动，以使所述碳纳米管原纱束于所述牵伸辊上被牵伸，以及用于驱动所述收集轴转动以收集形成的所述碳纳米管扁丝。

本发明一实施方式的碳纳米管扁丝的制备方法，通过设置至少四个滚轴，并通过控制至少四个所述滚轴分别以不同线速度转动，使碳纳米管原纱束被逐级牵伸，不仅解决了现有技术加捻方式的输出速度和环锭转速的影响，在牵伸过程使得制备的碳纳米管扁丝中碳纳米管沿扁丝轴向取向排列，在使用过程中减小了方向性的问题。

具体的，在本发明一实施方式中，所述输出轴设置为可拆卸地连接于所述机架上，所述输出轴上具有碳纳米管含水原纱且可以恒定速度引出所述碳纳米管原纱束。这样，可使引出的所述碳纳米管原纱束的均匀性较高，进而保证在后续牵伸过程中的所述碳纳米管原纱束的张力均匀性，以及保证制备的所述碳纳米管扁丝的均匀性。

所述碳纳米管原纱束从所述输出轴引出后，可依次半绕包于至少四个所述滚轴后且其一端固定于所述收集轴上。开启所述制备装置，所述驱动***驱动所述滚轴和所述收集轴的转动，以使所述碳纳米管原纱束得到牵伸后形成碳纳米管扁丝并被所述收集轴收集。

进一步地，在本发明一实施方式中，定义所述碳纳米管原纱束从所述输出轴至所述收集轴的方向为所述碳纳米管原纱束的延伸方向，于所述延伸方向上靠近所述输出轴的方向为前，远离所述输出轴的方向为后。

其中，于所述延伸方向上，所述驱动***可驱动至少四个所述滚轴转动的线速度顺序增大，也即，后一所述滚轴的线速度大于前一所述滚轴的线速度。这样，可保证随着牵伸程度而逐渐增长的所述碳纳米管原纱束始终呈张紧状态。优选地，所述驱动***可驱动至少四个所述滚轴转动的线速度呈等差数列递增，这样，可保证所述碳纳米管原纱束保持恒定的拉伸率，进而保证各滚轴之间的所述碳纳米管原纱束的张力相等。

进一步地，在本发明一实施方式中，每个所述滚轴包括两个端部、及位于两个所述端部之间的凹槽。当所述碳纳米管原纱束支撑绕包于所述滚轴上时，所述碳纳米管原纱束可集中于所述凹槽处，以避免过于分散而使密集度降低。随着牵伸程度的增大，所述碳纳米管原纱束的尺寸（也即宽度）逐级减小，相对应的，前一所述滚轴的所述凹槽的宽度较后一所述滚轴的所述凹槽的宽度大，以使所述碳纳米管原纱束在经过所述滚轴后被聚拢而收紧。

进一步地，于所述延伸方向上，至少四个所述滚轴的所述凹槽的直径以2%的增幅依次递增，也即，后一所述滚轴的所述凹槽的直径比前一所述滚轴的所述凹槽的直径增大2%；所述驱动***驱动至少四个所述滚轴以相同角速度转动，这样，即可使后一所述滚轴的线速度大于前一所述滚轴的线速度。这样设置，不仅达到逐级牵伸的效果，而且方便对滚轴的速度控制。

进一步地，在本发明一实施方式中，所述制备装置还包括分别转动设置于所述机架上的一对挤压辊，一对所述挤压辊之间具有容置空间。一对所述挤压辊位于所述牵伸辊的最后一个所述滚轴与所述收集轴之间，被牵伸后的所述碳纳米管原纱束离开最后一个所述滚轴后可穿过所述容置空间并被一对所述挤压辊挤压。这样，进一步提高碳纳米管的结合程度以及密度，使碳纳米管扁丝承受外力的能力远大于现有技术的加捻方法制备的碳纳米管纤维。

所述碳纳米管原纱束在被挤压过程中，一对所述挤压辊对所述碳纳米管原纱束的压力达到最大时，其咬合精度需达到1微米。如无法达到1微米，可通过于一对所述挤压辊之间增设辅助咬合材料来实现，所述辅助咬合材料可设置为铝箔等。

另外，所述驱动***可驱动并控制所述滚轴、所述挤压辊和所述收集轴的转速，使所述碳纳米管原纱束始终呈张紧状态且保持相同的拉伸率被牵伸和被挤压，并可控制所述碳纳米管扁丝的制备速度。这样，可大大提高碳纳米管扁丝的制备速度，可达到10m/min，是有捻纤维的10倍以上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过使碳纳米管原纱束被逐级牵伸的方法，不仅解决了现有技术加捻方式的输出速度和环锭转速的影响，且便于控制及大大提高碳纳米管扁丝的制备速率；通过牵伸方式制备的碳纳米管扁丝中碳纳米管沿扁丝轴向取向排列，在使用过程中减小了方向性的问题；通过抵压/挤压使碳纳米管扁丝呈扁平状，其内部碳纳米管间的结合程度较高且密度增大，以保证其较好的力学、热学和电学性能；另外，在使用过程中使碳纳米管扁丝之间、或与树脂之间的接触面积增大，进而提高界面结合性能。

上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳纳米管扁丝的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

引出碳纳米管原纱束；

将碳纳米管原纱束依次半绕包于线速度顺序增大的至少四个滚轴上，以使碳纳米管原纱束被牵伸；其中，碳纳米管原纱束于至少四个滚轴之间呈S形延伸，以使至少两个滚轴可分别抵撑碳纳米管原纱束的相对两侧；

得到碳纳米管扁丝。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管扁丝的制备方法，其特征在于，所述步骤“引出碳纳米管原纱束”包括：

以恒定速度引出碳纳米管原纱束，并控制碳纳米管原纱束的直径保持一致。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管扁丝的制备方法，其特征在于，所述步骤“得到碳纳米管扁丝”包括：

通过挤压辊对被牵伸后的碳纳米管原纱束进行挤压处理；

得到碳纳米管扁丝。

4.一种碳纳米管扁丝的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

引出碳纳米管原纱束；

将碳纳米管原纱束依次半绕包于线速度顺序增大的至少四个滚轴上，以使碳纳米管原纱束被牵伸；

通过挤压辊对被牵伸后的碳纳米管原纱束进行挤压处理；

得到碳纳米管扁丝。

5.一种碳纳米管扁丝的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

引出碳纳米管原纱束；

将碳纳米管原纱束依次半绕包于至少四个滚轴上并穿过一对挤压辊之间的容置空间后，将碳纳米管原纱束的一端固定于收集轴上；

转动滚轴、挤压辊及收集轴并控制每个滚轴、挤压辊及收集轴的转速，以使碳纳米管原纱束始终保持相同的拉伸率被牵伸并被挤压；

得到收集于收集轴上的碳纳米管扁丝。

6.一种碳纳米管扁丝的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括：

机架；

输出轴，设置于所述机架上并收集有可引出碳纳米管原纱束的碳纳米管含水原纱；

牵伸辊，包括间隔分布并分别转动设置于所述机架上的至少四个滚轴；

收集轴，转动设置于所述机架上；

驱动***，用于驱动至少四个所述滚轴分别以不同线速度转动，以使所述碳纳米管原纱束于所述牵伸辊上被牵伸，以及用于驱动所述收集轴转动以收集形成的所述碳纳米管扁丝。

7.根据权利要求6所述的碳纳米管扁丝的制备装置，其特征在于，每个所述滚轴包括相对设置的两个端部、及抵撑所述碳纳米管原纱束的凹槽，所述凹槽的直径小于两个所述端部的直径。

8.根据权利要求7所述的碳纳米管扁丝的制备装置，其特征在于，于所述碳纳米管原纱束的延伸方向上，后一所述滚轴的所述凹槽的直径比前一所述滚轴的所述凹槽的直径增大2%，且所述驱动***驱动每个所述滚轴以相同角速度转动。

9.根据权利要求6所述的碳纳米管扁丝的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括分别转动设置于所述机架上的一对挤压辊，一对所述挤压辊之间形成容置空间，被牵伸后的所述碳纳米管原纱束可穿过所述容置空间并被一对所述挤压辊挤压。

10.一种碳纳米管扁丝，其特征在于，所述碳纳米管扁丝通过如权利要求1~5任一项所述的制备方法制得。