核石墨是满足反应堆应用需求的一类特殊的炭素材料,用作核裂变过程的快中子慢化剂。核石墨是高温气冷堆最重要的材料之一,研制高性能的核石墨成为世界上发展高温堆国家的重要任务。和一般的炭素材料相同,生产核石墨的主要原料包括焦炭和煤沥青(CTP),其中焦炭是骨料,而煤沥青作为黏结剂在核石墨中相当于黏结“桥”,对核石墨的性能有着重要的影响。核石墨对煤沥清的性能要求包括低软化点、合适的QI、TI值和高的残炭值等,其中沥清改性是获得高性能沥青的方法之一。本论文主要研究的就是用对苯二甲醇对煤沥青进行改性,探讨了改性机理,研究改性工艺、组成与性能之问的关系以及改性前后煤沥青的炭化行为和炭化后的抗氧化行为。其中首次对煤沥青改性前后的炭化过程及改性前后煤沥青的炭化产物的抗氧化性能进行系统的对比研究,对煤沥青改性前后分别进行不同温度和不同时间的炭化,并首次研究了煤沥青从低温到高温和不同时间炭化后炭化产物的微晶结构变化规律和造成改性前后的煤沥青炭化产物的抗氧化性能发生变化的原因。通过使用FT-IR分析、1H-NMR分析和TG-DSC分析等研究了煤沥青的改性机理和热行为；然后研究了温度、时间、交联剂和催化剂含量对改性沥青(MTP)的残炭率、软化点以及密度等性能的影响；用SEM、XRD等对沥青改性前后炭化过程的微观结构分析以及最后用SEM、TG等分析研究改性前后的煤沥青炭化后的抗氧化行为。通过研究发现,改性反应机理为质子催化下的碳正离子的亲电取代反应；改性煤沥青具有较高的残炭率,达到了黏结剂的要求；煤沥青改性前后的炭化产物结构有序化的过程是一个由无定形碳到微晶的生成和微晶杂乱定向平面分子重新排列成有序化的非常复杂过程。改性煤沥青炭化产物的抗氧化性能相比未改性的煤沥青也有一定的提高。裂纹的存在降低了CTP炭化产物的抗氧化性能,同时说明炭化产物的各向异性越好,抗氧化性越强。因此,改性后的煤沥青满足作为核石墨黏结剂的要求,并为制备性能优良的核石墨提供了实验依据。