中間相瀝青具有碳含量高、芳香度高、原料來源豐富,光學各向異性好和流變性等特點,因而是許多新型碳材料的優(yōu)良前驅體。中間相瀝青是由原料中的重質芳烴類物質進行熱縮聚反應制備的一種液晶態(tài)物質,所以其結構與性能與原料組成密切相關。因此探究原料組分對中間相瀝青結構與性能的影響,從而建立原料組分與中間相瀝青結構與性能之間的關系,對研究和制備高質量的中間相瀝青具有重要指導意義。本文先采用分級蒸餾的方法對不同原料進行分級,探究原料及其分級餾分的結構與性質差異。然后選擇不同原料采用加壓-真空兩段熱縮聚法制備中間相瀝青,探究不同原料對中間相瀝青結構與性能的影響。然后以不同中間相瀝青為原料制備中間相瀝青基碳纖維,探究不同中間相瀝青對碳纖維結構與性能的影響。此外,以比較優(yōu)質的中間相瀝青為研究對象,探究中間相瀝青和氧化石墨烯的共炭化行為。所得研究結果如下:（1）以5種不同原料為研究對象,發(fā)現(xiàn):①原料的H/C摩爾比表現(xiàn)為原料-1>原料-2>原料-3>原料-4>原料-5,芳香族指數(shù)Iar和芳碳率fA均表現(xiàn)為原料-1<原料-2<原料-3<原料-4<原料-5。②原料-1和原... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１碳的構成類型及衍生物［３］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｙｐｅｓ?ａｎｄ?ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ⑴??１??

?第＿章緒論???１．２．２中間相瀝青的結構與性質??通常中間相瀝青的結構包括分子結構和聚集態(tài)結構。Ｍｏｃｈｉｄａ等人對炭質中間相??的分子結構進行了推測，并提出了關于中間相瀝青分子的＂Ｓｐｉｄｅｒ－Ｗｅｄｇｅ”結構模型，??如圖１－２?Ｕ）所示［１６］�？梢钥闯�，芳香大分子通過亞甲基或芳基進行連接形成分子質??量排布在４００？４０００的炭質中間相，這些芳香大分子是中間相瀝青具有各向異性的原??因，此外，大分子內(nèi)又連有烷基和環(huán)焼結構，因而改善了中間相瀝青的可溶性和熔融??性。后來，他們又提出了關于中間相瀝青的三維網(wǎng)狀結構模型，如圖１－１?（ｂ）所示［１７］。??該模型反映了中間相瀝青的聚集態(tài)結構是由縮合芳烴大分子的堆疊做骨架，而小分子??的烷烴分布于芳烴分子的堆疊層內(nèi)，而芳烴分子的高度取向性排列促使中間相瀝青可??表現(xiàn)出晶體的性質，小分子烷烴的存在有助于中間相瀝青的熔體流動性。??（３）?Ｍｏｋ你Ｉ欲?ｗ？．ｉ你（ｂ）??圖１－２?（ａ）?“Ｓｐｉｄｅｒ－ｗｅｄｇｅ”結構模型［１６］；?（ｂ）三維網(wǎng)狀結構模型［Ｉ７】??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?（ａ）?＂Ｓｐｉｄｅｒ－ｗｅｄｇｅ＂?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｍｏｄｅｌ１＇６１；?（ｂ）?Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ１＇７１??中間相瀝青的原料來源是非常廣泛的，所以導致不同原料所制備中間相瀝青的結??構不同。圖１－３給出了?３種不同瀝青原料所制備中間相瀝青的分子結構模型［１８＿２（）］，可??以看出，煤系中間相瀝青分子的結構以圓盤狀為主體，邊緣上含有少量的短支鏈和側??鏈，且平均分子量較大；石油系中間相瀝青分子的結構也

?北京化工大學碩士學位論文???會?Ｉ??剛＿?．．贏?■?ｍ．??＾ａｉｉｒｏｒａｇｇｆｅ?Ｂ??Ｃｍｍ?ｍ＾ｍ??ｉｉｕＰＮｉｒ?纖?＿?ｐｔｅｍｒ?ｔ＾Ｎｉｃ?應??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??圖１－３中間相瀝青的典型多環(huán)芳烴分子結構模型：（ａ）煤系［ｔ８］；?（ｂ）石油系［１９］；?（Ｃ）萘系［２（）］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ?ａｒｏｍａｔｉｃ?ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ?ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｍｅｓｏｐｈａｓｅ?ｐｉｔｃｈ，?（ａ）??Ｃｏａｌ?ｓｅｒｉｅｓ［１８］；?（ｂ）?Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ?ｓｅｒｉｅｓ［１９］；?（ｃ）?Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ?ｓｅｒｉｅｓ［２０］??由于中間相瀝青具有的特殊結構，決定了它具有一些特殊的性質。中間相瀝青內(nèi)??部取向排列的縮合芳烴大分子使其在光、電，磁和熱方面具有晶體的一些物理性質，??其中光學各向異性是中間相瀝青最明顯的一個性質。在偏光顯微鏡下觀察中間相瀝青??的樣品，由于其表面各部分對光的折射率不同，在轉動載物臺時，可以觀察到中間相??瀝青具有顏色和明暗的變化，而且具有多色性，通常偏光鏡頭下較亮的部分為各向異??．?性區(qū)域，較暗的部分為各向同性區(qū)域，人們根據(jù)中間相瀝青各向異性區(qū)域的大小進行??了分類總結，如表１－１所示［２１］。??表１－１中間相瀝青的光學結構分類［２１］??Ｔａｂｌｅ?１－１?Ｏｐｔｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｅｓｏｐｈａｓｅ?ｐｉｔｃｈ［２１］???光學結構類型?各向異性單元尺寸／???各向同性?無光學活

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3315990