沥青碳纤维原料的前处理

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    沥青是有机化合物经热处理形成的一种由不同分子量和烷基侧链构成的稠环芳烃混合物，主要由C、H元素组成，还含有少量O、N、S及一定灰份杂质，通常沥青含碳量在91%～95%，平均相对分子质量在400以上，具可塑性。按其来源不同可分为煤焦油沥青、石油沥青和人工合成沥青（如PVC沥青，萘沥青等），前者是炼焦副产物煤焦油经热处理或蒸馏得到的重质馏分，主要含有稠环芳烃和杂环芳烃；石油沥青是由石油组分经热处理或蒸馏获得的残渣，主要含有芳烃和烷基取代芳烃化合物。
    一种沥青是否适于制备碳纤维，取决于它的可纺性及转变为不熔化状态的能力，这在很大程度上依赖于沥青的化学组分及分子量分布。适于作为碳纤维原料的沥青要求是：杂原子和灰分杂质含量低，碳含量高，具有一定的流变性能以满足纺丝的需求，具有较高的化学反应性以满足不熔化处理的需要。然而，我们通常所用的沥青原料却难以满足以上要求，需在充分了解各种原料沥青分子化学结构和物理性能之间相互关系的基础上对不适合的沥青组份或分子群进行裁减或改性修饰，使之符合作为制备沥青基碳纤维原料的基本要求。
   沥青中，特别是煤焦油沥青中常含有游离炭和固体杂质等一次QI，它们在纺丝过程中可能堵塞纺丝孔，细小颗粒残留在纤维中则是碳纤维的断裂源。含一次QI的沥青也不易转化为流变性能好、各向异性发达的中间相沥青。因此，无论是通用级沥青碳纤维还是中间相沥青碳纤维，原料沥青都必须精制以脱除其中的一次QI。方法主要采用物理手段，如热溶过滤，离心分离，静置沉降分离，减压蒸馏，溶剂抽提等。用苯或甲苯等溶剂抽提除去轻组份，改变原料的分子量分布，密集生成中间相的组份，利于中间相的转化；超临界抽提和旋转刮膜蒸发法是最近发展起来的两种新的沥青处理方法，具有高效、快速、使馏份分子量分布狭窄等特点。也有采用高温热处理使沥青中劣质活性组份优先形成中间相小球并吸附沥青熔融相中的游离炭等固体杂质，然后采用热过滤或沉降等方法将其剔除，得到分子量分布较为均匀的原料沥青的化学处理方法。

snow838

不同产地的沥青化学结构应该也有不同吧，日本的公司主要用啥地方的沥青做沥青碳纤维？