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本论文主要研究中温煤沥青经聚合法改性后结构性能的变化。控制改性时间、改性温度，分别选用无烟煤、环氧树脂、环氧树脂+无烟煤作为改性剂，对煤沥青进行改性处理。采用热聚合法研究了改性时间对中温煤沥青CTP-01热聚合改性效果的影响。改性工艺为：50mL/min N2气氛、改性温度200±20℃、改性时间分别为2h、3h、4h、5h，对原样中温煤沥青CTP-01进行改性处理。研究结果表明：改性3h煤沥青的FC含量由51.62%上升至56.55%，SP由93.6℃上升至101.5℃，β树脂含量升高，改性时间3h较为合理。采用热聚合法研究了无烟煤改性剂用量对中温煤沥青CTP-01改性效果的影响。改性工艺为：50mL/min N2气氛、改性时间3h、改性温度200±20℃，分别添加0wt%、1wt%、2wt%、3wt%无烟煤改性，对原样中温煤沥青CTP-01进行改性处理。研究结果表明：添加1wt%无烟煤改性中温沥青，FC含量由51.62%上升至59.96%，SP由93.6℃上升至106.1℃，β树脂上升了4.97%，改性效果相对较合理。采用热聚合法研究了改性温度对中温煤沥青CTP-01热聚合改性效果的影响。改性工艺为：50mL/min N2气氛、改性时间3h，添加1wt%无烟煤，分别采用250±20℃、300±20℃改性温度，对原样中温煤沥青CTP-01进行改性处理。研究结果表明：随着改性温度的提高，中温煤沥青CTP-01改性过程中热解缩聚反应加剧，改性温度为300±20℃时， FC含量由51.62%上升至61.51%，SP由93.6℃上升至108.0℃，β树脂上升了5.30%，失重率由65.28%下降到61.13%。采用热聚合法研究了以环氧树脂、环氧树脂+无烟煤为改性剂对中温煤沥青CTP-01改性改姓效果的影响。改性工艺为：50mL/min空气气氛、改性时间3h、改性温度300±20℃。研究结果表明：粘流活化能EηC-2>EηC-1> EηCTP-01；环氧树脂+无烟煤改性后煤沥青的FC含量达到了64.20%，挥发分含量降低到58.04%，β树脂含量达到了19.12%，失重率由65.28%下降到60.15%，对煤沥青CTP-01、C-2及其TI、QI组分分别进行综合热分析，研究结果表明，改性后煤沥青组分的热解缩聚特征发生变化，失重速率最快温度向高温区移动，改性前后的QI热解缩聚特征变化不大。采用偏光显微镜分析、傅立叶红外线光谱分析（FT-IR）、气相色谱质谱联用（GC-MS）分析、环境扫描电镜（SEM）等分析方法研究了中温煤沥青改性前后组织结构的变化。研究结果表明：改性前后煤沥青组分分布发生了变化，改性后煤沥青中间相小球含量增多；改性后煤沥青中芳烃组成发生较大的变化，1环芳烃含量明显减少，2环芳烃含量明显增加，多环类有不同程度的增多趋势。中温煤沥青组分高温炭化后呈现出不同的行为组织结构：TI组分的炭化产物出现片层状微观结构，QI为许多团聚的颗粒小球，呈现出各向同性结构，平均粒径为0.5μm左右；同时，根据GC-MS分析结果，并结合FT-IR分析，对煤沥青热聚合改性反应机理进行了初步的探讨。