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％。     

中间相沥青基异形炭纤维的研究与应用

综述了中间相沥青基异形炭纤维的研制历史,总结了影响异形炭纤维性能的主要因素,简单介绍了异形炭纤维截面微观结构的研究进展,并对这一领域今后的发展前景进行了展望。     

中间相沥青基中空炭纤维的制备及其性能的研究

利用狭缝形喷丝板，将热缩聚和催化缩聚两种不同方法制得的中间相沥青纺制成中空纤维。着重研究了热缩聚法中间相沥青制得的中空炭纤维的力学性能。研究表明，中空炭纤维的力学性能比实心炭纤维显著提高。本文对这种提高的原因进行了分析。     

煤液化残渣制备中间相沥青炭纤维的稳定化研究北大核心

以煤液化残渣为原料,经过纯化、聚合、纺丝得到沥青纤维。对沥青纤维进行稳定化工艺条件研究,并在炭化过程中增加牵伸力。讨论了不同稳定化条件对沥青纤维增重、纤维表面形貌、断面形貌以及力学性能的影响。综合起来,对于直径约20μm的沥青纤维,最佳稳定化工艺条件：280℃,2~4 h,空气流量50 L/h,所得炭纤维断面形貌较为完善、拉伸强度和弹性模量最高。     

沥青基炭纤维的制备及应用研究进展

沥青基炭纤维是以沥青为原料制备的炭纤维,具有高模量、高导热、耐腐蚀、耐高温等优异性能,作为战略性新材料,在航空航天、军工和工业等领域应用广泛。本文介绍了通用级和高性能沥青基炭纤维的性能,阐述了沥青基炭纤维制备方法的研究进展,并综述了沥青基炭纤维的产业化发展情况和应用研究进展。     

合成中间相沥青

本文综述了用于制备高性能炭纤维的中间相沥青的合成方法，阐明了合成机理并介绍了我们这方面开展的一些工作。     

煤直接液化沥青制备中间相沥青炭纤维的研究北大核心

中间相沥青基炭纤维的性能直接取决于纺丝用中间相沥青,煤直接液化沥青因其饱和烃含量高,氢碳比高,高温融变性好,硫含量低等优点成为制备纺丝用中间相沥青的优良前驱体。本文以煤直接液化沥青为原料,研究不同热缩聚工艺对中间相沥青组成和结构的影响,通过考察其偏光织构、软化点、喹啉不溶物含量、黏温曲线和纺丝时长等指标综合评价可纺性。采用高低温结合多段聚合工艺制得具有大融并体结构、可纺性优良的中间相沥青,并进一步制得具有理想微观形貌的纤维,其拉伸强度为2.03 GPa,拉伸模量达到581 GPa。     

不熔化炭化对大直径中间相沥青炭纤维结构和性能的影响

本文研究了大直径中间相沥青炭单丝的不熔化过程。不同恒温时间的不熔化过程中元素量的变化及其红外光谱分析指出了不熔化的原理。研究结果表明不同的不熔化条件使最终的大直径中间相沥青炭单丝的力学性能及横截结构产生了明显的差异;随着恒温时间的加长(直至恒温4h)以及升温速率的减少,大直径中间相炭单丝的取向度增加,此趋向与大直径中间相沥青炭单丝的强度变化相一致。     

纺丝温度对中间相沥青炭纤维结构性能的影响

以萘催化合成中间相沥青(MP-1)和热缩聚法制备中间相沥青(MP-2)两种中间相沥青为原料,对其进行簇组成分析、偏光显微镜观察及红外光谱分析,研究其组成及结构.采用实验室气压式单孔纺丝装置在不同温度下对两种中间相沥青进行熔融纺丝,探讨纺丝温度对炭纤维结构及性能的影响.研究表明:MP-1低温获得无规结构,高温出现中心放射状边缘洋葱皮混合结构;MP-2随纺丝温度升高依次出现无规结构、准洋葱皮结构和洋葱皮结构.中间相沥青原料的性质影响着纤维截面结构随纺丝温度变化的规律.     

沥青基带状纤维的预氧化研究

采用熔融纺丝工艺制备中间相沥青基带状纤维,分别于不同温度和不同时间进行氧化稳定化处理,采用红外光谱仪和元素分析测定预氧化纤维官能团和氧含量的变化,并采用扫描电镜和纤维强伸度仪等检测设备研究2 500℃石墨化纤维的结构和性能.实验结果表明：沥青分子在预氧化过程中与氧发生反应,生成了热固性的沥青大分子.氧化温度越高,氧化时间越长,带状纤维的氧含量越高.厚度为～35μm,宽度为～380μm的带状沥青纤维于氧气气氛经220℃下预氧化20h和2 500℃石墨化处理后,其拉伸强度可达1.75GPa,比240℃和260℃预氧化制得的石墨纤维的拉伸强度高.     

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%     

超级导热型沥青基碳纤维

比金属银、铜热导率(TC)还要高的中间相沥青基碳纤维倍受世人关注。这种超级热导率中间相沥青基碳纤维可广泛用于宇航工业和电子产业，如卫星的太阳能电池基板、集成电路(IC)基板、印刷线路的基板、高能密度电子仪器的散热片等。这种轻质、柔软、高导热的复合材料将随着宇航工业、信息产业和电子工业的需求而得到迅速发展。     

沥青基中空碳纤维的制备及其吸波性能

以中间相沥青为原料,采用氮压式纺丝机制备了不同炭化温度的中空截面沥青基碳纤维,通过SEM表征了其断面形貌,利用矢量网络分析仪研究了炭化温度对中空碳纤维电磁损耗性能的影响。结果显示,最佳的炭化温度为900 ℃时,中空碳纤维具有最大电磁损耗;研究了铺层方式对复合材料吸波性能影响,利用弓形法对复合材料的反射率进行了测试,结果显示,碳纤维交叉铺层时,吸波合格带宽为10 GHz,最大吸收峰在25 dB。     

中间相沥青基泡沫炭的研究进展

中间相沥青基泡沫炭是一种具有低密度、高强度、高导热、高导电、耐火、耐高温、抗冲击、抗氧化等性能的新型炭材料,具有广泛的应用前景.不同的原料和方法所制备的沥青基泡沫炭的结构、性能和应用也有所不同,通过对以石油系、萘系和煤沥青或改性煤沥青为原料制备中间相沥青基泡沫炭,讨论了制备工艺对泡沫炭的影响,同时对泡沫炭的改性研究及应用进行了概述.     

沥青基短切碳纤维氧化改性及其天然橡胶复合材料的性能

研究了沥青基短切碳纤维(PCF)表面高温氧化改性时间及PCF用量对天然橡胶(NR)结构与性能的影响。结果表明,随高温氧化处理时间的延长,PCF表面出现较明显的凹坑,粗糙度增加,与NR的界面黏结明显改善。添加5份高温氧化处理的PCF时能大幅提高PCF/NR硫化胶的拉伸强度和100%定伸应力;随着改性PCF(高温处理320 min)用量的增加,PCF/NR硫化胶的拉伸强度、扯断伸长率在PCF用量为5份时出现最大值,撕裂强度在10份时出现最大值,100%定伸应力基本未变,邵尔A硬度略有增大,热导率基本呈线性增加,储能模量明显增大,损耗因子峰值降低,玻璃化转变温度略向低温方向移动。     

沥青基短切炭纤维/石墨纤维表面镀镍及其吸波性能

以中间相沥青为原料,采用熔融纺丝法制备出中间相沥青纤维,再经炭化、石墨化后进行短切,化学法镀镍处理,最终获得短切镀镍纤维制品.采用扫描电镜(SEM)、电子探针能谱(EDS)、矢量分析仪等分析测试方法对比研究了短切炭(石墨)纤维、镀镍炭(石墨)纤维的镀镍效果、电磁损耗性能及其树脂基复合材料的吸波性能.测试结果表明:镀镍短...     

Preparation of pitch-based antibacterial activated carbon fiber

Silver acetate dissolved in quinoline was mixed thoroughly with the spinnable isotropic petroleum pitch dissolved in the same solvent. After removing the quinoline, the resulting pitch was spun, stabilized, carbonized, and finally activated at 900°C under a stream of steam. The fiber with 33 wt% yield after activation contained 0.63 wt% of fine silver particles and showed N₂-BET specific surface area of 740 m²/g. It showed antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli, before and after soaking in flowing tap water for 20 days. How to improve spinnability of the pitch containing silver acetate and how to increase the specific surface area effectively by the activation process are problems remaining to be solved.     

Preparation and microstructure of hollow mesophase pitch-based carbon fibers

Hollow mesophase pitch fibers with rather thin diameter were successfully prepared by spinning through a C-shaped capillary. Die-swell was found to be the main factor affecting the formation of hollow fiber, and this was controlled by varying the spinning temperature. After carbonization at 1000°C, the hollow fibers possess a relatively small outer diameter of 21 μm and an inner diameter of 6 μm, and show better mechanical properties than solid fibers with similar outer diameter. The higher mechanical properties are attributed to the orientation of mesophase molecules which is related to the shape and dimension of the spinneret. The transverse microstructure of hollow carbon fibers is illustrated by scanning electron microscopy (SEM) observations on fracture sections.