中间相沥青基泡沫炭的研究进展

中间相沥青基泡沫炭是一种具有低密度、高强度、高导热、高导电、耐火、耐高温、抗冲击、抗氧化等性能的新型炭材料,具有广泛的应用前景.不同的原料和方法所制备的沥青基泡沫炭的结构、性能和应用也有所不同,通过对以石油系、萘系和煤沥青或改性煤沥青为原料制备中间相沥青基泡沫炭,讨论了制备工艺对泡沫炭的影响,同时对泡沫炭的改性研究及应用进行了概述.     

中间相沥青基泡沫炭的研究进展

不同的原料和方法所制备的泡沫炭结构和性能也有所不同,本文阐述了以石油系、萘系和煤沥青为原料制备中间相沥青基泡沫炭的制备工艺以及常用的改性方法。指出泡沫炭主要有五边形十二面体和球形气孔状两种结构,具有密度小、强度高、良好的导电和导热等优异性能,并展望了泡沫炭的应用及发展方向。     

煤沥青族组成耦合发泡行为对泡沫炭形貌和结构的影响研究

以来源丰富、价廉易得的煤系沥青为原料,通过空气氧化法制备高软化点沥青,再进行溶剂萃取调制沥青族组成来制备适宜的发泡前驱体,采用自发泡法制备泡沫炭,利用偏光显微镜和扫描电镜观察其微观结构。结果表明,通过调制沥青的族组成可有效调控泡沫炭的孔貌结构,其中甲苯可溶物TS影响最为显著。     

不同前驱体泡沫炭的制备及形貌对比研究

泡沫炭具有低密度、高强度、高导热、抗冲击、耐高温、抗氧化等诸多特点,因而具有广泛的应用前景。本文分别以萘系中间相沥青、煤系中间相沥青及氧化沥青为原料,采用低温氧化法取代溶剂萃取法来调制原料的族组成,制备适宜发泡的前驱体,通过对比所制泡沫炭的形貌结构来提出以氧化沥青为原料制备泡沫炭的可行性。     

自发泡法制备沥青基泡沫炭工艺对其结构性能的影响

在众多的炭材料中,泡沫炭以其优异的物理和化学性能被广泛地应用于化学工程、航天航空、生物工程等领域。沥青基泡沫炭更是成为了泡沫炭材料领域的研究热点。本文就近年来自发泡法制备沥青基泡沫炭的工艺进行综述,分析总结了原料、发泡温度等工艺条件对沥青基泡沫炭结构及性能的影响,简述其形成机理,对沥青基泡沫炭将来的发展进行了展望。     

泡沫炭的制备及应用

泡沫炭自出现起就成为炭材料研究中的热点,因具有密度低、耐腐蚀、抗氧化、膨胀系数低、机械性能高、导热系数低等优质性能,使其具有广阔的应用前景。对于泡沫炭来说,原料、制备过程等均对其结构及性能有着重要影响。本文以不同前躯体为分类规则,综述了泡沫炭的制备技术,同时概述了泡沫炭在应用方面取得的进展并对目前存在的问题进行总结,以期为泡沫炭将来的应用提供理论参考。     

泡沫炭的最新研究进展

泡沫炭是一种新型的炭材料,具有密度小、强度高、导电、导热、热稳定、化学稳定等良好的物理和化学性能。制备泡沫炭的前驱体主要包括有机聚合物和中间相沥青,不同前驱体所制备的泡沫炭结构和性能也有一定差异。本文从泡沫炭的制备、改性、性能及应用等方面综述了近年来泡沫炭的最新研究进展,重点阐述了中间相沥青基泡沫炭的制备和性能,并指出了泡沫炭的未来研究方向。     

发泡条件对中间相沥青基泡沫炭形成的影响

以石油系中间相沥青为原料，在不同发泡时间和压力、温度为440℃时发泡制得生料泡沫炭，经过氧化、炭化等处理得到了具有均一孔结构的泡沫炭。利用SEM观察孔结构并测定体积密度和真密度的方法计算出不同制备条件下所得到的泡沫炭的孔隙率的数据，发现泡沫炭的孔隙率与孔径主要受发泡压力的影响，可利用改变发泡压力的方法控制泡沫炭的孔结构。通过对泡沫炭生料进行氧化、炭化等后处理可有效地提高产物泡沫炭的密度、孔隙率和强度等材料性能。     

影响炭质中间相形成和发展的因素——Ⅰ.原料和热缩聚条件

炭质中间相是制备炭材料,尤其是高附加值炭材料的优质前驱体。它在高性能炭纤维、超高功率电极用针状焦、锂离子二次电池负极、超高比表面积活性炭及催化剂载体、泡沫炭等领域得到了较好的应用。综述了原料和热缩聚条件对炭质中间相形成和发展的影响,这些影响因素包括原料的种类、热缩聚温度、反应压力和保温时间等。通过讨论指出,由于炭质中间相涉及的原料种类多样,热缩聚制备过程中涉及的反应、物相复杂,因此,在制备特定性能的产品时,应针对产品的特定性能要求来选择原料、设定热缩聚条件,以制得具有最佳结构和性能的产品。     

减压蒸馏处理对煤液化沥青基泡沫炭孔结构的影响

对煤沥青进行减压蒸馏处理进而发泡制备泡沫炭,探究了减压蒸馏温度对煤沥青的族组成、元素组成和热解性能以及对制得泡沫炭性能的影响。结果表明:减压蒸馏可以有效减少煤沥青中甲苯可溶物(TS),增加喹啉不溶物(QI),使煤沥青的n(C)∶n(H)增大、热稳定性增加。减压蒸馏后,泡沫炭的泡孔更加均匀,数量增加,孔径减小;煤沥青在减压蒸馏温度为335℃、压力为-0.095 MPa条件下蒸馏10 min,得到的沥青AS335 QI质量分数为98.06%,沥青AS335在发泡温度为450℃、压力为2 MPa条件下发泡2 h,得到泡沫炭的泡孔形状为椭圆形,孔径范围为130μm～540μm,平均孔径为320μm,总孔率为74.99%,质量密度为0.364 6 g/cm~3,压缩强度为5.47 MPa。在此条件下,泡沫炭的泡孔较均匀,孔型较好。