高分子改性对中间相沥青微观结构及碳纤维力学性能的影响

摘要

以富芳烃重馏分油(FCCDO)和聚乙二醇(PEG)为原料,在一定条件下进行共炭化反应得到可纺中间相沥青并制备力学性能优异的碳纤维。借助元素分析、X射线衍射、氢核磁共振等表征手段深入分析PEG添加量对中间相沥青结构组成及碳纤维性能的影响规律,并对共炭化机理进行推测。结果表明,随着PEG添加量增加,所得中间相沥青的软化点降低,收率增加,分子中烷烃结构数量明显增多,同时产物沥青的光学组织由中间相充分发展的广域流线型转化为小域流线型,最后转化为两相(中间相和各向同性相)共存的混合沥青。碳纤维的力学性能随着PEG添加量的增多而呈现先增大后减小的趋势。PEG添加量(w)为5%时可制备出直径为11.4μm、拉伸强度最高可达2.4 GPa的碳纤维。