多聚甲醛改性对各向同性沥青结构组成及碳纤维力学性能的影响

以富芳烃重质油(EDOS)和聚甲醛(POM)为原料,利用共炭化反应制备纺丝性能优异的各向同性沥青,并通过熔融纺丝工艺获得性能优异的碳纤维。借助元素分析、傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)、碳-13核磁共振波谱法(13C-NMR)等表征手段深入分析POM添加量对各向同性沥青结构组成及碳纤维性能影响规律,并对共炭化机理进行推测。结果表明:共炭化反应过程中POM裂解产生自由基诱导原料油中的芳烃分子活化,使沥青分子内部引入大量的亚甲基桥联结构,所得各向同性沥青表现出宾汉姆流体特性,大大提升了各向同性沥青的收率和纺丝性能。同时,引入POM使碳纤维原丝的氧化反应活性增强,提升纤维预氧化处理效率,碳纤维的力学性能也随POM的加入先增大后减小,POM添加质量分数为4%时可制备出直径为9.3μm、拉伸强度为1310MPa的碳纤维。