1、PDF外文：http:/ 4210 字 出处： J. Mater. Chem., 1992, 2(5): 551-557 中间相沥青的结构和稳定性的研究 YS Lim, BI Lee 陶瓷工程，克莱姆森大学，克莱姆森大学部， SC 29634-0907, 美利坚合众国 稳定的中间相沥青是炭纤维生产的一个关键阶段，因为它使中间相在随后的炭化过程熔融。中间相沥青粉末可通过两种方法获得稳定：（ a）在空气中热处理，和（ b）在氮气保护下，加入 过氧化二枯基 ，在 250下进行 5 到 10 小时的热处理。在强红外反射下，我们可观察到，羰基（ CO ，
2、 1690cm-1）和脂肪族碳氢键 (C H)特征峰峰值结果稳定。红外光谱峰值长度在 1200-1275cm 的芳基烷基醚也随着空气稳定度的增加而增加。对于中间相沥青没有将氧气注入产生碳质材料时的条件时， DCP 是一个良好的稳定剂。在良好空气稳定强度下或者在 DCP 作用下的中间相沥青粉末，在性能上彼此相似，通过红外光谱得知他们的提升性能不分伯仲。 关键词 ：碳；纤维；中间相沥青； 碳纤维可作为聚合物基体和碳基复合材料，在飞机，直升机，空间系统和火箭等制造领域作为结构材料而被广泛应用。 碳纤维主要是从（ PAN），
3、石油，或煤焦油缩聚反应中产生。对于这些，各向同性石油沥青转化为各向异性的向列相液晶形成之前，它是可以先成为预成型体（ C / C）的复合材料。纺出的纤维的 C / C 复合材料亦可转换为热固性的交联中间相沥青（稳定）。 它一般可形成稳定的中间相，对碳纤维的性能产生很大的影响。因此，我们要提出碳纤维性能的稳定的中间相的研究。持田等科研人员，已经确定了一些在化学变化中的中间相沥青纤维的稳定因素。他们明确了某些官能团的存在，最佳的氧含量，和纤维在溶剂中的最优溶解性。碳纤维，最常见的稳定过程是粘性流以及纤维形状， 预防随后的炭化过程中氧化。他中间相的稳定化步骤碳纤维是最耗时的步骤，因此是
4、一个关键的过程。这是因为氧化稳定化反应需要的温度低于软化点，这是为了去除易熔组分或防止由氧化交联的碳纤维熔融。他稳定过程变化的中间相沥青的热塑性一种热固性材料；因此，稳定的纤维可以炭化。想大量剔除易熔组分，需要稳定的氧化时间强烈地依赖于中间相沥青的性质。在过量氧气的存在下，对碳纤维性能的稳定期间会产生不良影响。 在这项研究中，通过空气和非氧化稳定的化学自由基引发碳键稳定性。当水溶性聚合物完全交联，它会成为不溶性的化合物，这种现象被用 来估计的交联度。非氧固化的中间相沥青粉末与空气固化的中间相沥青粉末发生固化反应。 A-240 沥青（ 20 克）的溶剂或溶剂混合物搅拌酸
5、化磁性在室温下 5 小时， A-240 沥青和溶剂的混合物在真空中的细纤维素滤纸过滤。这是通过过滤得到的不溶性馏分进行真空烘箱中干燥 3 小时，在 60 C.在溶剂或酸化溶剂萃取程序，以不同比例的甲苯和正己烷为溶剂分级，酸性溶剂提取与不同比例的HCl 进行稀释。不溶性组分的索氏提取法提取（ 2 小时）用四氢呋喃（ THF）验证的酸的影响。元素分析（ C， H 和 N）的 A-240沥青和不溶性馏分与 CHN 分析仪 测定。溶剂和酸性溶剂提取 A-240 沥青进行热处理，在 400， 2 H 形成中间相沥青。通过热重分析测定了氧化固化尺寸的粉末的重量增益与杜邦 951 热重分析仪在加热速度 5/
6、min 在干燥的空气流的 40 立方厘米的最小流量率，针对每个中间相沥青粉末的氧化稳定性进行了在静止空气在 230 和 250 C 温度条件。 中间相沥青粉末稳定进行了 250 C ， 5 H 的加热，对于非氧化稳定性， DCP（熔点38 C）用磁力搅拌器在乙醇中的中间相沥青粉末混合。含有 10%的 DCP 的中间相沥青粉末在 N2 气保护下进行 250， 5 H 热处理。 在规定的时间通过氧化或化学自由基引发剂稳定后，稳定的中间相沥青粉末以 THF为四氢呋喃不溶性的化合物（ THFI）存在。DCP 也与 A-240 沥青开始加热到 400，研究中间相的形成过程中 DCP 的影响
7、混合。漫反射傅里叶变换红外光谱是用来解释在稳定相中存在的官能团的性质。在宏观尺度上，漫反射的辐射不遵循的简单反射法，即漫反射角不一定等于入射光谱的角度使用采取了中间相沥青和稳定的中间相沥青反射偏光显微镜下观察方法，区分各向同性和各向异性，以确定稳定的中间相沥青和中间相沥青的区别。对于一个给定的中间相的标本的领域等几个 方面进行检查以确定在整个领域的中间相的分布，分析方法：分光光度计，红外光谱。 用溶剂萃取法分离从非中间相形成的分数。与溶剂的结果或酸化溶剂萃取在表 1 中给出的提取条件。溶剂提取得到比那些球无酸提取较大的不溶性组分的量。因此，不溶性馏分用 THF 验证中的不溶性的百
8、分比差异的索氏提取法提取，以及它是否是由不良溶剂萃取，聚合引起，或由酸交联。不溶性沥 青 样 品 的 索 氏 提 取 法 已 给 出 。表 2 的应用比例为在表 1 中的不溶性残留物A-240 沥青相反。酸（盐酸、硝酸和 HF 稀乙醇）促进不良溶剂的溶剂效应在酸系统由于酸化显示比溶剂提取音 高少量四氢呋喃的索氏提取不溶性组分。索氏提取法，不溶性成分为 8%，这意味着，溶剂或酸化溶剂提取沥青具有较小数量的无序的分子，即低分子量的馏分 。 表 3 给出了元素成分和 C：H 原子比的 A-240 沥青及其提取不溶性组分。 以提取的不溶性组分相比，具有较低的A-240 沥青 C H 原子比。较高的 C： H 原子比提取的间距可以通过它们的芳香度较高的解释。” A-240 沥青及其不溶性组分的碳含量是相当类似的。然而，在氢含量的显著变化。 '这意味着脂肪分数比沥青芳烃馏分溶解度高。正如预期的那样，在 N 含量增加。检查表 1 和表 3 表明，较 低的不溶性组分提取物有较高的 C： H 比。 在 400热处理后 2 h，在 N2 保护下表现出 100%的各向异性状态；中间相沥青粉的
