瀝青基碳纖維按性能分為通用級(jí)碳纖維和高性能碳纖維。通用級(jí)瀝青碳纖維因其強(qiáng)度和模量都較低，主要應(yīng)用在保溫材料領(lǐng)域。而高性能瀝青基碳纖維具有高模量、高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能，是航空航天工業(yè)不可缺少的工程材料。
高性能瀝青基碳纖維是由中間相瀝青經(jīng)過(guò)熔融紡絲、預(yù)氧化、碳化、石墨化等工序而制成的特種纖維。碳纖維工藝過(guò)程中缺陷往往都有繼承性，所以中間相瀝青的質(zhì)量最大程度決定了最后碳纖維的性能。
自上世紀(jì)60年代有人在瀝青類物料液相炭化中發(fā)現(xiàn)各向異性小球以來(lái)，人們對(duì)其瀝青液相炭化過(guò)程做了大量研究。研究發(fā)現(xiàn)，瀝青類物質(zhì)在向固體半焦過(guò)渡時(shí)會(huì)有一種中間狀態(tài)，此狀態(tài)下，瀝青呈現(xiàn)各向異性，人們就借用液晶學(xué)中的術(shù)語(yǔ)，稱此狀態(tài)下的瀝青為中間相瀝青。中間相瀝青來(lái)源豐富、性能優(yōu)異是很多高級(jí)炭素材料的母體，除可以制備高性能瀝青基碳纖維以外，還可以制備中間相炭微球以及中間相瀝青基泡沫炭等產(chǎn)品，其中瀝青基碳纖維是最具有發(fā)展前途的高性能結(jié)構(gòu)材料。
中間相瀝青是通過(guò)普通瀝青、重質(zhì)油、煤焦油或純芳香化合物等原料經(jīng)過(guò)熱縮聚反應(yīng)制得的。與普通瀝青相比，其分子量較高（幾百到幾千），具有很大的C/H比，軟化點(diǎn)一般在230~300之間。紡絲用中間相瀝青要求在軟化點(diǎn)溫度以上要有較低的溶體粘度，同時(shí)要保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定（長(zhǎng)時(shí)間不分解），這樣才能有利于中間相瀝青的進(jìn)一步加工。
煤焦油是焦化工業(yè)的重要產(chǎn)品之一。利用煤焦油制備中間相瀝青思路跟石油瀝青制備中間相瀝青相似，最主要的是除去輕組分，留下重組分。與石油瀝青不同的是，煤焦油的瀝青分子中含氫較少，所以在瀝青調(diào)制過(guò)程中往往需要加入氫源，從而調(diào)節(jié)煤焦油瀝青的活性，同時(shí)還可以改善中間相瀝青的軟化點(diǎn)。
除了做高性能瀝青基碳纖維以外，中間相瀝青還有很多應(yīng)用：
1 利用中間相瀝青做粘結(jié)劑
中間相瀝青具有良好的燒結(jié)性，可以直接作為壓粉使用，而不用加入其它粘結(jié)劑，這樣在制備石墨制品時(shí)可以簡(jiǎn)化混捏、浸漬、焙燒等工序。中間相瀝青具有高殘?zhí)柯省⒏呙芏纫约耙资葍?yōu)點(diǎn)，同時(shí)與普通瀝青為原料制得的同類產(chǎn)品相比，具有高的強(qiáng)度、密度、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。
2 利用中間相瀝青制備泡沫炭材料
中間相瀝青基泡沫炭是由中間相瀝青經(jīng)過(guò)發(fā)泡工藝制得的一種新型多孔材料。這種炭材料由于具有低密度、開(kāi)放的孔結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的熱穩(wěn)定性和可調(diào)節(jié)的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能有望應(yīng)用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴和火箭抗沖擊與減噪發(fā)射平臺(tái)、引擎部件、飛機(jī)和輪船等的耐火門窗、高性能熱傳導(dǎo)散熱系統(tǒng)以及儲(chǔ)能的電極和催化劑載體 。
3 中間相瀝青基炭/炭復(fù)合材料
中間相瀝青基炭/炭復(fù)合材料中間相瀝青具有高殘?zhí)柯省⒏呙芏群鸵资葍?yōu)點(diǎn)，是一種理想的炭/炭復(fù)合材料的前體。中間相瀝青基炭/炭復(fù)合材料通常采用循環(huán)的浸漬和炭化來(lái)合成，并在不同領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，主要?dú)w功于它具備許多優(yōu)異的特性，如低的體積密度、高的機(jī)械強(qiáng)度、良好的導(dǎo)熱性、低的熱膨脹系數(shù)和惰性氣氛下好的耐摩擦性能。
4 中間相炭微球
中間相炭微球由于其高反應(yīng)性可以在很寬的條件下被活化，其堆積密度高、易石墨化、熱穩(wěn)定性良好及導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)越，使得中間相炭微球成為引人矚目的制備高性能炭材料的優(yōu)質(zhì)前驅(qū)體。以炭微球?yàn)樵现频玫幕钚蕴烤哂谐弑砻娣e活性，比表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)活性炭纖維和瀝青基球狀活性炭。改變制備條件可得到不同孔隙體積、不同粒度的中間相炭微球活性炭，可作為分子篩用以分離不同的氣體。
隨著科技的發(fā)展人們對(duì)新型碳材料的需求日益增加，碳材料已成為一個(gè)數(shù)量龐大而種類多樣的應(yīng)用材料，從日常生活到高科技航空航天工業(yè)領(lǐng)域，中間相瀝青為基礎(chǔ)的碳材料都在其中起著至關(guān)重要的作用。
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