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本文利用热机械分析仪(TMA)测试各向同性沥青IP和中间相沥青MP及其熔纺所得沥青纤维的热机械曲线,并结合差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TG)和X射线衍射(XRD)对沥青进行热性能及结构表征分析,研究两种沥青及其熔纺沥青纤维的热性能及结构差异。重点研究了IP和MP纺丝前后的热性能差异、各向同性沥青纤维的热性能与其取向结构的关系、及中间相沥青纤维MPF稳定化过程中的形变过程。研究结果表明：沥青IP热膨胀性能为各向同性,其玻璃化转变温度(Tg)和软化温度(Ts)分别为108℃和173℃,沥青MP热膨胀性能表现为各向异性,其Tg和Ts分别为167℃和222℃。沥青熔纺成纤后,各向同性沥青纤维及中间相沥青纤维的Tg均小于其原料沥青,这主要由成纤过程产生内应力、纤维所受测试外力比原料沥青的大5个数量级及沥青纤维传热更加迅速3个原因导致。利用改进的TMA纤维夹持方式有效的测得沥青纤维的Tg及Tg前后的膨胀系数(CLTE1和CLTE2),并发现这3个热性能参数与升温速率成二次函数关系,而与测试拉应力成直线关系。直线拟合CLTE-stress曲线得不同收丝速率沥青纤维Tg前的自由膨胀系数CLTE1e为定值(63.3μm/(m·℃)),而Tg以上的自由膨胀系数CLTE2e随着收丝速率的增加而下降,很好的反映了收丝速率对纤维取向度的影响,与XRD结果一致。通过热机械法测得MPF纤维于空气中氧化起始温度为110℃,比热重分析法测得的MPF纤维氧化起始温度(170℃)更低。据MPF纤维氧化轴向形变曲线,将氧化过程分为3个阶段。Ⅰ阶段：110～170℃,MPF纤维氧化缓慢,表现为纤维热膨胀比氮气气氛下更低,但没有明显氧化增重。Ⅱ阶段：170～240℃,此阶段纤维开始剧烈收缩,在210℃左右收缩达到最大值,之后纤维继续膨胀。Ⅲ阶段：240℃以上,纤维已经发生一定程度的氧化,在此阶段沥青纤维热膨胀速度缓慢,当能够充分氧化时沥青纤维因深度氧化而产生轴向收缩。