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％。     

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。     

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。     

中间相沥青可纺性的评价

在用沥青制取高性能纤维的生产中,沥青的可纺性是影响产品质量的关键因素。要达到稳定连续生产,必须正确选取控制参数。本文对中间相沥青纺丝期间的流变特性做了分析,通过实验,得到了一种评价中间相沥青纺丝性能的方法。该方法是通过中间相沥青的流变特性——剪切和拉伸粘度的测定,评价可纺性和选择纺丝温度区间。同以往的经验法相比。克服了随机性较大的缺点。对中间相沥青纺丝工艺有一定的指导和参考价值.     

大直径中间相沥青基炭纤维的制备研究

以萘系中间相沥青为原料,通过熔融纺丝和随后的预氧化、炭化以及石墨化处理制备了中间相沥青基圆形炭纤维.研究了热处理温度对纤维导电性能和力学性能的影响,并采用红外光谱仪、元素分析仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对纤维的组成、形貌和微观结构进行了表征.研究结果表明：纤维在预氧化时形成的羟基、酰基等含氧官能团在随后的炭化、石墨化处理过程中消失;随热处理温度的升高,石墨微晶逐渐发育、长大,并沿纤维轴向高度取向,纤维的电阻率不断降低,力学性能不断增强;3 000℃石墨化纤维电阻率为1.3μΩ·m,对应的强度和模量值为1.6GPa和380 GPa.     

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.     

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。     

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。     

中间相沥青甲苯不溶物测定方法的探讨

中间相沥清甲苯不容物的测定目前没有标准方法,本文的试验表明,只要保证中间相沥青试样粒度在0.1mm以下,可参照GB2292—30标准测定中间相TI含量。而且终点明确,结果复现性好。     

中间相沥青及其炭纤维的显微结构和性能

中间相沥青基炭纤维(CF)的力学性能受中间相沥青的微结构和不熔化、炭化。石墨化过程的影响。本文考察了几种不同原料的中间相沥青的微观结构,乙沥渣油两个馏份的中间相沥青为细镶融并体,是难石墨化物质,而T渣油E馏份中间相沥青是由小球有序堆积形成的一种大的各向异性融并体,是易石墨化物质,中间相的不同结构直接影响CF的力学性能.用电子显微镜观察了CF的结构形态,由T渣油E馏份制成的中间相沥青炭纤维呈现放射状的径向结构,并存在孔隙裂纹.它们主要取决于中间相沥青的原料和不熔化、炭化和石墨化的工艺条件,最终影响CF的力学性能。     

中间相沥青基炭纤维的研制

对不同的中间相沥青原料进行了微型纺丝机的试纺工作，探讨了中间相沥青的可纺性及炭纤维性能与中间相沥青性能的关系；采用自制的落球粘度计研究了BS－9中间相沥青原料的流变性能随温度变化的规律；同时对以BS－9为原料获得的沥青纤维进行了不熔化、炭化处理，研究了预氧化最终温度对炭纤维性能的影响。研究表明：中间相沥青本身的性质影响其可纺性并最终影响炭纤维的性能，在熔融纺丝过程中，要与纺丝工艺参数相互协调；落球法提供的可纺温度与微型纺丝机的纺丝实验基本吻合，为今后纺丝温度的选取提供了理论依据；不熔化处理温度是影响炭纤维性能的关键因素。以BS－9为原料，在本实验条件下，得到直径为10.03μm、拉伸强度为1.96GPa的沥青基炭纤维。     

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。     

中间相沥青制备有序结构炭前驱体的研究

以低QI含量的煤沥青为原料,通过控制热聚合时间得到不同甲苯可溶物(TS)含量的热塑性沥青中间相预聚体,并以中间相预聚体为原料考察了热态成型对中间相有序生长的影响.结果表明,在室温～600 ℃,成型压力为3.12 MPa,中间相预聚体中TS含量为10.7%～26.3%(质量分数)时,通过热态成型能够得到有序柱状初坯体.通过偏光显微镜观察,其中间相液晶分子沿垂直于模压压力方向排列成纤维状长程有序结构,经1 100 ℃炭化后测得炭前驱体样品的电阻率纵向为1.78 Ω·cm～2.99 Ω·cm,横向为0.83 Ω·cm～1.41 Ω·cm.由此所得有序炭前驱体具有显著的择优取向结构,属于易石墨化碳,为制备高导热炭材料奠定良好基础.     

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。     

可溶性中间相沥青的研究进展

由于可溶性中间相沥青具有原料丰富、产品附加价值和技术含量高的特点,在高性能炭素材料应用领域日益重要.本文主要介绍了其研究现状,并展望了其今后的应用和发展.     

经甲苯刻蚀后中间相沥青低温转化行为研究

用甲苯刻蚀技术研究自制萘沥青的溶解性能和低温转化行为。在偏光显微镜下对沥青中间相小球的出现、生长及融并情况进行了观察，并结合不中偏光情况下对中间相的显微形态观察，对该中间相渐青的性能进行了详细的描述。     

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。