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重油是廉价而来源丰富的石油化工和煤化工副产物,利用重油可以制备出工业价值很高的沥青基炭纤维等高端炭材料。以重油为原料制备的中间相沥青,在纺丝工艺中存在着断丝等稳定性问题,影响了沥青基炭纤维性能的提高。用于制备中间相沥青的原料重油要求有较高的芳烃含量,因此要精制重油以除去脂肪蜡、固体不溶物以及杂原子化合物等有害成分。本论文主要内容是研究重油脱蜡工艺和中间相沥青的纺丝稳定性问题。本文采用溶剂脱蜡的方法,选取三种不同的重油为原料,以丁酮为溶剂,剂油比(溶剂与重油质量比)为1.5和3,在10℃、5℃、0℃和-5℃下,使用高速冷冻离心机进行离心结晶分离。实验结果表明:离心分离后的重油芳香性得到提高。在剂油比一定的条件下,离心分离温度越低,重油脱蜡效果越好;当重油的蜡含量较大时,溶剂比例越大,脱蜡效果越好。采用核磁共振谱(1H-NMR,13C-NMR)分析方法,对原料、油组分和蜡组分结构进行了研究,研究结果表明:重油中含有的芳香性苯类物质和脂肪性蜡在精制后,两种组分得到有效的分离,得到了芳香性高的的油组分。采用Brown-Ladner(B-L)模型计算得到重油和分离组分的芳碳率fA、芳环系周边碳取代率σ和芳环系的缩合度HAU/CA三个结构参数。结构参数结果表明,重油S03的芳碳率最大,重油S01的芳碳率最小。通过族组分测定、偏光显微镜、毛细管流变仪和综合热分析仪等分析方法对中间相沥青在纺丝过程中的族组分变化、相稳定性、流变稳定性和热稳定性等方面进行研究。中间相沥青纺丝前后的族组成变化表明中间相沥青在纺丝过程中喹啉不溶物的含量有所增加,可溶性中间相含量减少;各向异性中间相沥青的纤维状流线型织构在纺丝过程中部分变成了镶嵌型织构;中间相沥青发生相分离,并产生各向同性组分,两组分发生分层现象;中间相沥青纺丝过程中孔洞的出现,影响了中间相沥青的稳定性。中间相沥青纺丝过程中,两相的混合使熔体软化点和流动点降低而产生断丝;中间相沥青的位移-温度曲线流动点后的光滑曲线在纺丝过程中变得不光滑,表明两相的混合影响了中间相沥青的流变稳定性;重油及萘基中间相沥青起始失重温度都在410℃以上,两种中间相沥青的残炭率都在70%以上,表明它们的热失重率都比较小,纺丝热稳定性好。