沥青原料对沥青基碳纤维结构与性能的影响

刘安华¹，姚艳波^2,1，舒欣^2,1，夏文丽^2,1，董炎明¹

1. 厦门大学材料学院特种先进材料实验室高性能陶瓷纤维教育部重点实验室2. 厦门大学化学化工学院

摘 要：以中间相萘沥青(AR树脂)和各向同性煤沥青(ICP)为原料,系统研究了沥青原料性质与由其制备的碳纤维结构、性能之间的关系。研究表明,AR树脂中的一维有序中间相结构在纺丝中被拉伸,形成不同中间相间的界面,成为应力集中区,在后续碳化过程因应力释放导致纤维开裂而损害其力学性能;而ICP沥青基本为无定形相结构,在纺丝过程中无明显的择优取向,碳化过程石墨化程度低,故其所成的碳纤维无应力集中和开裂问题,但也正是这无定形结构,使其最终力学性能也较差。以上结果说明,原料的性质可以"遗传"到沥青基碳纤维中。因此,改变沥青原料的性质是改善沥青基碳纤维结构和性能的有效途径之一。

关键词：碳纤维;中间相沥青;各向同性沥青;