负极
针状焦
碳纤维——广告位————正文开始——
由煤沥青直接制备的中间相沥青往往呈现镶嵌型光学织构，且存在分子量分布宽、软化点高、H/C较低、流变性能差、粘度高、杂原子含量高等问题，这些问题的存在会极大影响中间相沥青的可纺性，无法满足作为沥青基炭纤维前驱体的要求，为了解决这些问题，在制备中间相沥青前，需要对煤沥青进行改性处理。目前常用得改性方法有化学改性法、氧化交联改性法、加氢改性法等。
化学改性法
化学改性法是使用各种能与煤沥青发生反应的化学试剂，与煤沥青共混热处理，对煤沥青进行改性，最终降低煤沥青毒性的方法。煤沥青被广泛应用于城市道路、建筑工程、各类炭材料等方面，但其具有的毒性多环芳烃含量超过国家标准，在实际生产应用中，会对相关人员健康产生危害，这很大程度上限制了它的利用。为了能够解决煤沥青中毒性的芳烃分子含量比较高的特点，钟姣姣等以37%的甲醛溶液为化学改性剂，在酸性条件下对煤沥青进行处理，探究了其对煤沥青毒性多环芳烃含量的影响，结果表明，具备毒性的多环芳烃分子的总含量共下降了84.63%。
化学改性法主要用于降低煤沥青的毒性组分，但在原料煤沥青中引入了酸性或其他腐蚀性化学试剂，降低了多环芳烃的含量，不利于制备优质中间相沥青。
氧化交联改性法
氧化交联改性法通过向煤沥青中通入氧气或空气发生氧化交联反应，向煤沥青加入氧元素以改变其分子结构，增加沥青分子的分子量。在一定温度下向沥青中直接吹入空气是沥青氧化的有效方法，Manocha等对煤沥青在℃下进行氧化改性，有效促进煤沥青中低分子量化合物的挥发，进而使改性沥青的C/H比和结焦值得到了大幅度提升。煤沥青的结焦值与其制备的焙烧炭素产品的机械强度，在一定程度上呈正相关，结焦值越大，其机械强度越高，氧化改性有利于煤沥青制备镁碳砖等焙烧炭素产品。
环烷基重油富芳烃组分是中间相沥青的潜在优质前驱体，但因其过高的H/C比，使其在热缩聚过程中产生大量轻组分逸出反应体系，造成产物收率过低。为了解决这一问题，付玉娥使用氧化交联改性法，对环烷基重油富芳烃组分进行改性处理，增加大分子芳烃的含量。在这一工作的基础上，成功制成了中间相沥青，且其各向异性含量为%，其光学织构为广域流线型，且纺丝性能优异。
与环烷基重油富芳烃组分不同，煤沥青本身H/C较高，经过氧化改性后，软化点和结焦值会有明显升高，虽然有利于制备焙烧炭素制品，但不利于制备流变性能良好的中间相沥青，而流变性能的优劣对中间相沥青纺丝过程有着直接影响，流变性能好则纺丝连续性更佳。
加氢改性法
对煤沥青进行加氢处理能有效降低煤沥青的芳香度、缩合度，增大H/C比，除去杂原子，可以降低产物中间相沥青的粘度、软化点，改善流变性能，以达到提高其纺丝性能的目的，为制备沥青基高性能炭纤维做准备。煤沥青经过加氢处理后，制成的中间相沥青的光学结构、分子结构被调节，更利于进行纺丝。Shin等利用红外光谱法研究了中间相沥青的光学结构与原料烷基基团含量的关系，发现随原料中烷基基团含量的增加，中间相沥青的光学结构尺寸逐渐增大，纺丝性能更好。芳香组分转化为脂肪组分，使得沥青缩合度减小，软化点降低。Sato等报道了沥青软化点与中间相氢含量之间的密切关系，随着氢含量的增加，软化点降低，热稳定性增加，中间相含量上升。钟景涛等利用加氢改性煤沥青和中温煤焦油沥青在~℃条件下，恒温5h分别制备中间相沥青，以探究煤沥青加氢改性对其制备的中间相沥青性能的影响；由加氢改性煤沥青成功制备出各向异性含量为%，中间相可溶组分为49%的中间相沥青；并利用红外光谱仪表征产物结构，发现由加氢改性煤沥青制备的中间相沥青具有更多的烷基支链和环烷结构。王元骅等直接对煤焦油全馏分进行加氢处理，以含有硝酸镍、硝酸钴的载体自制催化剂，以氢气和供氢溶剂为氢来源，在固定反应床上，温度为℃，压力为16MPa反应条件下制得了氢含量6.6%的氢化沥青，与原料相比，氢含量增加了40.4%。并用加氢处理后得到的煤沥青制备中间相沥青，采用熔融纺丝技术进行纺丝，成功得到沥青基炭纤维，纤维原丝经过炭化处理，其拉伸强度和模量分别达到MPa和GPa，超过国内同类型产品，且拉伸强度己接近日本萘系沥青所制备的炭纤维。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇