中间相沥青纤维氧化稳定化过程的研究

本文对两种不同的中间相沥青原丝进行了氧化稳定化研究,考查了氧化工艺参数对中间相沥青碳纤维力学性能的影响;确定了这两种原丝的最佳氧化稳定化处理条件。为高性能中间相沥青碳纤维的研制提供了可靠的依据。     

中间相沥青预氧丝的碳化研究

本文利用热重分析、元素分析及电子强力仪、密度测定仪对中间相沥青预氧丝在催化过程中热失重,元素组成的变化及中间相沥青碳纤维抗拉强度,杨氏模量、密度的变化进行了研究,找到了上述参数在碳化过程中的变化规律,为碳化过程的研究和高性能中间相沥青碳纤维的制备提供了基础数据。     

中间相沥青预氧丝在碳化过程中结构的变化

本文利用Ｘ－射线衍射技术对中间相沥青预氧丝在碳化过程中显微结构的变化进行了研究，找到了一些结构变化的规律，为中间相沥青碳纤维的深入研究提供了可靠的依据。     

中间相沥青预氧丝在碳化过程中的结构的变化

本文利用Ｘ－射线衍射技术对中间相涸青预氧丝在碳化过程中显微结构的变化进行了研究，找到了一些结构变化的规律，为中间相沥青碳纤维的深入研究提供了可靠的依据。     

中间相沥青纤维的氧化

中间相沥青熔融纺丝可制得沿轴定向较好的沥青纤维。这些纤维虽然由芳烃大分子层片组成,有较高的软化点,但仍具有热塑性,因此在碳化以前必须进行不熔化处理,使之热固化,以防止碳化时纤维的熔融和融并,保持它们轴向择优定向的结构。故不熔化处理在碳纤维的制造过程中是一个关键的步骤。 本文通过在空气中加热中间相沥青纤维,研究了氧化工艺参数,氧化增重和最终碳纤维性能之间的关系,并试图从热力学和动力学的角度探讨中间相沥青纤维的氧化过程。     

中间相沥青纤维氧化增重过程

采用热重分析跟踪模拟中间相沥青纤维的氧化稳定化过程,研究升温速率、氧化终温及恒温时间对纤维氧化进程的影响,并在此基础上建立了氧化增重与反应时间和温度的关系。实验发现：在230～290℃空气中反应数小时稳定化能够完成,而且纤维的氧化增重量Δw与反应时间t0.3成很好的线性关系。通过Arrhenius方程拟合计算出不同温度下的动力学参数及活化能,确立了简单而精确的氧化增重与时间及温度的动力学模型,从而可准确把握和预测中间相沥青纤维在恒温空气下氧化增重的进程,实现稳定化。     

中间相沥青纤维的氧化稳定化及炭化

本文主要研究了具有不同直径萘系中间相沥青纤维的氧化稳定化及炭化性质，结果表明，直径为１１μｍ和１６μｍ的细径中间相沥青纤维在空气中以０．５℃／ｍｉｎ的升温速度升至２６０℃至３２０℃，即可完成以后续的炭化过程中完全不融化，且抗拉强度和模量分别达到最大值，而对于直径分别为２５μｍ和４７μｍ的沥青纤维，既使最终氧化温度很高。在炭化后的纤维仍然形成所谓的“皮芯”结构，而且纤维越粗，“皮芯”结构中的芯部越大     

中间相沥青纤维的氧化稳定化研究

本文对两种不同的中间相沥青原丝进行氧化稳定化的研究。测试了原丝在氧化过程中含氧量的变化规律,提出了不同QI含量的沥青原丝在达到稳定化时所需最低含氯量的断定方法。本文还采用X射线光电子能谱法(XPS)测定了氧化丝表面含氧官能团的种类和数量,并结合元素分析数据探讨了氧化稳定化的机理。     

中间相沥青纤维氧化及炭化的研究

以石油系催化裂化渣油为原料，调制出可纺性的中间相沥青，并纺出均匀的中间相沥青纤维。用热分析法和元素分析法，确定了最佳氧化条件。利用X-射线衍射技术（XRD）及透射电镜（TEM）对中间相沥青炭纤维进行了表征，求得了结构参数、并研究了炭化过程中，结构、性能与温度的依存关系。     

中间相沥青的纺丝—中间相沥青的成纤及碳纤维的结构

考察了几种不同缩聚条件下所得中间相沥青的熔纺过程,发现挤出沥青丝在喷丝板毛细孔口处的胀大率(d_m/d_0)及其最大拉伸比(V_LV/_0)max与喷丝板毛细孔径及纺丝温度有关。 中间相沥青的软化点及β树脂(BI—PS)直接决定了熔融沥青的表现粘度和拉伸粘度,对最大拉伸比(V_L/V_0)max具有显著的影响。 在相同的熔纺条件下,从T渣油中间相沥青制备的碳纤维显示了放射型横截结构,但从美A240中间相沥青制得的碳纤维却显示了乱层型横截结构,说明了碳纤维的横截结构受到中间相沥青组成的强烈影响。     

加压氧化对抑制中间相沥青纤维氧化粘连并丝的影响

为了解决中间相沥青纤维氧化稳定化过程中由于纤维表面发生小分子挥发以及低分子质量组分软化导致的粘连并丝问题,采用加压空气和加压氧气对中间相沥青纤维进行氧化稳定化热处理,研究氧气分压和氧化气体的总压力对沥青纤维氧化粘连的影响.利用悬垂度的测试表征氧化沥青纤维的粘连程度,悬垂度越大说明纤维粘连程度越小.结果 表明:空气中压力...     

中间相沥青纤维在不同氧气浓度下氧化稳定化过程的研究

研究了萘系中间相沥青在不同氧气浓度下氧化稳定化过程，以期改善炭纤维的力学性能和缩短氧化稳定化时间，与空气相比（氧含量为２１％），在较低的氧气浓度下（Ｏ２：１０％，Ｎ２：９０％，体积含量）氧化后的纤维，经过后续炭化处理，炭纤维的抗拉强度及模量有一定的提高，而最终氧化终温则一样；在较高的氧气浓度下（３０％，５０％）进行氧化稳定化，可使氧化终温比空气时降低２０℃左右，但炭纤维的抗拉强度及模量有所下降。元素分析数据及红外光谱表明在较高氧气浓度下，沥青纤维与氧气的反应速度大大加快，在不同氧气浓度下稳定化、炭化后而得的炭纤维断面结构及微晶参数没有很大差别。     

中间相沥青高温炭的氧化动力学研究

研究了２种镁碳砖粘结剂高温炭的氧化动力学。结果表明,中间相沥青粘结剂比酚醛树脂粘结剂高温炭具有更好的抗氧化性能,脱除了原生喹啉不溶物后,可提高中间相沥青粘结剂的抗氧化性能。     

中间相沥青基碳纤维电化学氧化表面处理的正交优化设计

利用正交法研究了电化学氧化法对中间相沥青基碳纤维表面处理过程中各因素对表面处理效果的影响,获得了优化的表面处理条件。利用傅里叶变换红外光谱扫描、X射线光电子能谱分析等手段,对优化的最佳条件下的表面处理效果进行表征。实验结果表明：采用浓硝酸预处理后,再进行电化学氧化表面处理可使碳纤维复合材料的层间剪切强度（ILSS）进一步提高,可达45.324 MPa,较未经硝酸预处理而直接进行电化学氧化表面处理的碳纤维提高了24.1%,较未表面处理碳纤维提高了49.4%     

中间相沥青炭纤维研究

本文采用石油重质渣油，通过加压－减压两段热缩聚方法调制中间相沥青，并对其进行了收率测算，元素分析，红外光谱分析、热台偏光显微镜观查等，研究了其组成和结构。将上述纤维经单孔纺丝、预氧化、炭化处理后，利用扫描电镜研究了所得炭纤维的横截面形态结构。实验结果表明：两段式热缩聚可获得中间相含量高、收率、热稳定性及可纺性好的中间相沥青。由该沥青制备的炭纤维横截面呈洋葱皮形态结构，平均直径１０μｍ，拉伸强度１．７８８ＧＰａ，断裂伸长１．１％。     

高性能沥青基碳纤维制造——氧化碳化石墨化

本文论述了用于制造高性能碳纤维的中介相沥青初生纤维的氧化稳定化、碳化与石墨化过程及其对最终碳纤维力学性能与电导性能的影响;讨论了氧化碳化与石墨化温度、升温速率、中介相沥青原料种类与氧化稳定化程度、石墨化程度、抗张强度与模量、电阻率、纤维结构的关系;指出了五种加速氧化稳定化进程的有效措施。