中間相瀝青具有碳含量高、芳香度高、原料來源豐富,光學(xué)各向異性好和流變性等特點(diǎn),因而是許多新型碳材料的優(yōu)良前驅(qū)體。中間相瀝青是由原料中的重質(zhì)芳烴類物質(zhì)進(jìn)行熱縮聚反應(yīng)制備的一種液晶態(tài)物質(zhì),所以其結(jié)構(gòu)與性能與原料組成密切相關(guān)。因此探究原料組分對中間相瀝青結(jié)構(gòu)與性能的影響,從而建立原料組分與中間相瀝青結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系,對研究和制備高質(zhì)量的中間相瀝青具有重要指導(dǎo)意義。本文先采用分級蒸餾的方法對不同原料進(jìn)行分級,探究原料及其分級餾分的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與性能的影響。此外,以比較優(yōu)質(zhì)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(jié)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(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１碳的構(gòu)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(jié)構(gòu)與性質(zhì)??通常中間相瀝青的結(jié)構(gòu)包括分子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。Ｍｏｃｈｉｄａ等人對炭質(zhì)中間相??的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了推測，并提出了關(guān)于中間相瀝青分子的＂Ｓｐｉｄｅｒ－Ｗｅｄｇｅ”結(jié)構(gòu)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(jìn)行連接形成分子質(zhì)??量排布在４００？４０００的炭質(zhì)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(jié)構(gòu)，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(guān)于中間相瀝青的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)，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(jié)構(gòu)模型［１６］；?（ｂ）三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)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(dǎo)致不同原料所制備中間相瀝青的結(jié)??構(gòu)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(jié)構(gòu)模型［１８＿２（）］，可??以看出，煤系中間相瀝青分子的結(jié)構(gòu)以圓盤狀為主體，邊緣上含有少量的短支鏈和側(cè)??鏈，且平均分子量較大；石油系中間相瀝青分子的結(jié)構(gòu)也

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???會?Ｉ??剛＿?．．贏?■?ｍ．??＾ａｉｉｒｏｒａｇｇｆｅ?Ｂ??Ｃｍｍ?ｍ＾ｍ??ｉｉｕＰＮｉｒ?纖?＿?ｐｔｅｍｒ?ｔ＾Ｎｉｃ?應(yīng)??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??圖１－３中間相瀝青的典型多環(huán)芳烴分子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，決定了它具有一些特殊的性質(zhì)。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(zhì)，??其中光學(xué)各向異性是中間相瀝青最明顯的一個性質(zhì)。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(zhuǎn)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(jìn)行??了分類總結(jié)，如表１－１所示［２１］。??表１－１中間相瀝青的光學(xué)結(jié)構(gòu)分類［２１］??Ｔａｂｌｅ?１－１?Ｏｐｔｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｅｓｏｐｈａｓｅ?ｐｉｔｃｈ［２１］???光學(xué)結(jié)構(gòu)類型?各向異性單元尺寸／???各向同性?無光學(xué)活

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3315990