王露佳，罗 含，孙祝林，吕永根

(东华大学 纤维材料改性国家重点实验室 材料科学与工程学院，上海 201620)

中间相沥青基碳纤维(MPCF)具有高模量和高导热率等优点，在航天航空和国防等特殊领域发挥着重大的作用[1-2]。MPCF的模量最高可达930 GPa，接近理想石墨层的理论值[3]。MPCF传统制备工艺主要包括中间相沥青的调制[4]、熔融纺丝[5]、氧化稳定化和炭化、石墨化等过程，但是要获得性能卓越的碳纤维难度较大[6-7]。首先，热缩聚得到的中间相沥青分子平面性强，软化点高、黏度高，不利于纺丝，且熔融纺丝过程中沥青小分子挥发逸出引起纤维缺陷产生；其次，纤维原丝在预氧化过程易因氧扩散困难产生皮芯结构，虽然采用低温长时间氧化可以抑制皮芯结构，但该过程比较耗时耗能[8-9]。因此，探索新的中间相沥青基碳纤维的制备方法很有必要。

本课题组前期以针状焦(GNC)为原料，利用FuJii法[10]制备了水性中间相沥青(AMP)，并对其在二甲基亚砜(DMSO)中形成的胶体溶液的可纺性作了一定研究[11]，发现AMP能与聚丙烯腈(PAN)共同溶于DMSO中形成胶体溶液，经溶胶纺丝、直接炭化得到碳纤维，但由于AMP粒径较大，得到的碳纤维力学性能不佳。为此，罗含等[12]通过低温-高温两步混酸氧化法制备了改进水性中间相沥青(FHAMP)，得到的胶体粒径明显减小。

作者以GNC为原料利用低温-高温分步氧化制备了FHAMP，并与AMP进行对比，通过与PAN共同溶解于DMSO形成纺丝溶胶，进行溶胶纺丝并直接炭化获得碳纤维，对比了FHAMP与AMP的性能及所得碳纤维的结构与性能。……