中间相沥青基碳纤维研究进展

中间相沥青基碳纤维是应用于电子、新能源、建筑等行业的高性能材料,也是航空航天和国防工业领域必不可少的特种材料。文章概述了国内外中间相沥青基碳纤维的发展及产业化现状,综述了国内以石油、煤以及萘等不同原料制备中间相沥青基碳纤维的研究进展,为高性能碳纤维的制备和应用提供参考。     

国内中间相沥青及沥青基碳纤维专利分析

针对国内中间相沥青及沥青基碳纤维领域的专利进行了检索,按照专利的年代分布、主要申请机构等进行了统计分析,并着重针对专利主要申请机构的技术特征及技术现状进行了详细分析。     

中间相沥青及其应用研究进展

中间相沥青的各种优异性能使其成为制备许多高级功能炭材料的优质前体,并在高新材料领域得到越来越多的重视。简述了国内外中间相沥青的发展历程,介绍了其性质、形成机理以及几种中间相沥青基炭素材料的研究现状,并展望了中间相沥青的潜在应用及发展方向。     

溶胶共混纺丝制备水性中间相沥青基碳纤维

以针状焦(GNC)为原料,采用混酸一步氧化法制备水性中间相沥青(AMP)、混酸两步氧化法制备改进水性中间相沥青(FHAMP),分别与聚丙烯腈(PAN)共混溶解于二甲基亚砜(DMSO)形成溶胶,然后以稀硫酸为凝固剂,经溶胶纺丝、直接炭化制得水性中间相沥青基碳纤维;研究了AMP和FHAMP的溶解性、流变性、可纺性,以及相应的碳纤维的结构与性能。结果表明:相比AMP,FHAMP的粒径显著减小,氧化程度更高,能更好地溶解于DMSO;引入PAN,可有效提高AMP和FHAMP溶胶的可纺性;在纺丝温度50℃时,PAN质量分数为10%的AMP溶胶及PAN质量分数为8%的FHAMP溶胶均有较好的可纺性,连续收丝长度超过1 000 m,FHAMP溶胶的纺丝稳定性更好;相比由AMP得到的碳纤维,由FHAMP得到的碳纤维截面结构较为致密,纤维直径减小至23.09μm,杨氏模量和拉伸强度分别提高至33 GPa和0.29 GPa。     

中间相沥青制备方法及应用

由于中间相沥青原料丰富、价格低廉、性能优异以及具有较高端炭产率等优点,因此中间相沥青被广泛应用于制造多种重要的高级炭材料,如超高模量碳纤维、超高比表面积活性炭、超高功率电极用针状焦、中间相沥青基泡沫炭等,而这些高级炭材料已被广泛应用于日常生活、工业和国防等众多领域且都已发挥着巨大作用。因此开展对中间相沥青的制备方法和应用研究具有重要的理论和实际意义。     

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。     

中间相沥青基碳纤维表面TaC涂层的研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法在中间相沥青基碳纤维的表面制备了碳化钽(TaC)涂层。运用FTIR对钽溶胶、凝胶的特征基团进行了分析,借助X射线衍射、扫描电镜分析TaC涂层纤维的物相组成和微观结构,并利用热失重研究了涂层对碳纤维抗氧化性能的影响。研究结果表明,经过二次涂层,1600℃热处理后,碳纤维表面的TaC涂层均匀致密,无明显孔洞,呈连续的层状结构,涂层厚度约为150nm,且涂层中存在大面积的白色TaC颗粒。研究结果还表明,二次涂层后碳纤维起始氧化温度比无涂层碳纤维提高了250℃,且纤维在800℃以下几乎没有明显的失重,氧化终止温度也提高到870℃,该涂层提高了碳纤维的抗氧化性能。     

煤沥青基碳纤维的制备及发展前景

通过对煤沥青的除杂和净化、中间相沥青的介绍,阐述了煤沥青基碳纤维的制备方法和生产工艺。同时对煤沥青基碳纤维市场前景的分析,表明了我国大力发展煤沥青基碳纤维的必要性。结果表明,进一步落实结构材料轻量化、制备高性能的煤沥青基碳纤维符合我国国情的发展需要。     

中间相沥青碳纤维制取、结构与性能

阐述了中间相沥青碳纤维的制取过程以及结构与性能的关系,并与其他前驱体碳纤维进行了比较.以期能成功制取除超高模量以外的优异力学性能的中间相沥青碳纤维.     

沥青基碳纤维制备研究进展

概述了碳纤维的研发现状、产品分类及性能,并从原料制备、沥青熔融纺丝、预氧化、炭化及石墨化4个阶段介绍了沥青基碳纤维的制备过程。综述了目前沥青基碳纤维制备的研究进展及各阶段的主要作用,指出中间相沥青基碳纤维的制备将是未来重点的研发及利用方向。     

发泡条件对中间相沥青基泡沫炭形成的影响

以石油系中间相沥青为原料，在不同发泡时间和压力、温度为440℃时发泡制得生料泡沫炭，经过氧化、炭化等处理得到了具有均一孔结构的泡沫炭。利用SEM观察孔结构并测定体积密度和真密度的方法计算出不同制备条件下所得到的泡沫炭的孔隙率的数据，发现泡沫炭的孔隙率与孔径主要受发泡压力的影响，可利用改变发泡压力的方法控制泡沫炭的孔结构。通过对泡沫炭生料进行氧化、炭化等后处理可有效地提高产物泡沫炭的密度、孔隙率和强度等材料性能。     

沥青基碳纤维

1定义沥青基碳纤维是指以沥青等富含稠环芳烃的物质为原料,通过聚合、纺丝、不熔化、碳化处理制备的一类碳纤维,按其性能的差异又分为通用级沥青碳纤维和高性能沥青碳纤维,前者由各向同性沥青制备,又称各向同性沥青级碳纤维,后者由中间相沥青出发制备,故又称为中间相沥青级碳纤维。     

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.     

中间相沥青基泡沫炭的研究及应用

中间相沥青基泡沫炭具有低密度、高强度、高导热、抗冲击、耐高温、抗氧化等诸多特点,因而具有广泛的应用前景.目前,中间相沥青基泡沫炭最常用的制备方法是自发泡法.本文详细综述了中间相沥青基泡沫炭制备过程中的影响因素,也概述了近几年来国内外对泡沫炭的改性研究及应用.     

沥青基碳纤维的研发及产业化

沥青基碳纤维是碳纤维的一个重要品种,但我国在沥青基碳纤维的研发和生产较国外还有很大差距。介绍了我国沥青基碳纤维研发和产业化现状,就其中的关键工艺(纺丝沥青调制和熔融纺丝)进行了综合分析。通用级沥青基碳纤维在国内已有一定的科研和生产基础,近期可望完成自主技术工业化装备的建立和生产;高性能沥青基碳纤维的研发虽然较为充分,但用于纺丝的中间相沥青的制备和连续长丝工艺的开发还要经过努力才能实现产业化,以摆脱美日的技术和产品的封锁。     

中间相沥青基碳纤维的生产及其性能表征

中间相沥青基碳纤维具备高模量、高导热性等特性,在航天、电子等领域具备广阔的应用前景.山东瑞城实现了中间相沥青基碳纤维的产业化生产,本文对其所生产的中间相沥青基碳纤维的结构和性能进行了表征研究.研究结果表明,1.5K连续纤维的平均直径为11μm;强度为2400 MPa;模量为811 GPa;导热率达到600 W/(m·k...