从煤焦油软沥青和苯基硅烷制备硅取代聚芳烃中间相的研究

过滤后的煤焦油沥青分别与一,二,三,四苯基硅烷在1MPa氩气气氛和420℃～460℃温度下共炭化,合成了硅取代聚芳烃中间相。在四种合成中间相中,元素硅的起始加入量均为2%。测定了裂解残留物和硅的收率、可溶性、玻璃转化温度以及裂解残留物的炭收率;并分别以偏光显微镜和电子探针微分析法考察了残留物的微结构和相应的硅分布,硅的收率取决于不同的苯取代硅烷的挥发性和反应性。裂解残留物显示出三种不同的共存相:(a)含有粗镶嵌织构和痕量硅的光学各向异性相;(b)硅含量较高的光学各向同性相;(c)含细镶嵌织构和中等硅含量的光学各向异性相。最后这种中间相主要来自二,三苯取代硅烷与煤沥青的共炭化,是由于硅取代聚芳烃中碳原子并破坏了其分子的平面结构而引起的。     

从煤焦油硬沥青和苯基硅烷制备硅取代聚芳烃中间相的研究

采取软、硬二种沥青与一,二,四苯基硅烷混合物共炭化方式,考察了硅取代聚芳烃中间相的生成。该炭化过程在反应釜中进行,控制实验条件如下:氩气压强1MPa,温度440℃,热裂解时间5h～10h。研究表明:含2%元素硅的初始混合物,不生成硅取代中间相;添加1.0%和0.5%元素硅的硬沥青炭化时明显生成硅取代中间相,但不是单一相。热裂解残留物是硅取代中间相体和均匀分散其中的无硅中间相小球体构成的复合相。     

工艺条件对硼取代聚芳烃中间相沥青性能的影响

以煤焦油沥青和吡啶硼烷为原料采用加压热缩聚工艺制备硼取代聚芳烃中间相沥青,考察了硼添加量,反应温度和反应时间对中国间相沥青的收率、软化点、残炭值、四氢呋喃的的含量以及硼含量的影响。发现在同一热缩聚条件下随硼添加量的增加,中间相沥青的收率降低,但其软化点、残炭值及四氢呋喃不溶物却相应提高,８０％～９０％的硼被保留在反应产物中,对于相同的硼添加量,反应温度的提高及反应时间的延长对中间相沥青的收率和性能     

硼取代聚芳烃中间相的制备

以煤焦油沥青与吡啶硼烷为原料,在４００ ℃,１ ＭＰａ 压力下,反应１０ ｈ 制备出了硼取代聚芳烃中间相。考察了硼含量对中间相性质及微观结构的影响。发现在同一热缩聚条件下随着硼添加量的增加,中间相沥青的收率下降,但中间相小球的收率却相应提高,球径逐渐减小。实验结果表明,硼促进了中间相的形成,并且起着交联剂的作用。     

水性中间相沥青的制备研究

以煤焦油沥青为原料,以浓硫酸和浓硝酸为氧化剂,可得到易溶于碱性水溶液的水性中间相沥青。详细考察了沥青氧化条件对水性中间相沥青收率的影响,以及水性中间相沥青的元素和官能团组成。结果发现,反应温度、浓硫酸和浓硝酸的比例对水性中间相沥青收率影响存在一优化值,而反应时间、浓硫酸和浓硝酸的用量对水性中间相沥青收率先是线性的,当达到一定值后水性中间相沥青的收纺基本恒定。水性中间相沥青的组成是复杂的,根据其中化合物含氧官能团的数量和性质,它们可分别在不同pH值条件下制备而得。     

中间相沥青的聚合动力学及组分控制（英文）

增加中间相沥青中吡啶可溶物含量对于提高其可纺性具有重要意义。本研究以萘系各向同性沥青为原料,使用直接热缩聚合成中间相沥青,分析了聚合产物族组成随时间的变化;结合偏光显微镜和元素分析结果,研究了聚合温度、时间和原料组成对中间相沥青合成反应的影响;并用连串反应模型计算了反应动力学常数。结果表明,400℃预聚10 h后,430℃下反应20 h得到族组成分布相对均一的沥青。中间相沥青合成反应具有很明显的加速效应,即重组分的反应速度常数较轻组分大。在合成反应后期,随着沥青分子量增加,其反应速率也越来越快。因此起始组成、反应温度与时间对族组成的分布有决定性的影响。     

碳化硅衍生碳/中间相沥青炭复合材料的制备及表征

通过聚碳硅烷和中间相沥青在320℃共混及不同温度热解、炭化、石墨化处理得到碳化硅/中间相沥青炭前驱体,然后采用Cl_2在1 000℃对前驱体进行刻蚀,成功制备碳化硅衍生碳/中间相沥青炭复合材料。采用偏光显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉曼光谱对产物的微观形貌和结构进行了表征,利用物理吸附仪分析其比表面积和孔结构特征。结果表明,随着热处理温度的升高,聚碳硅烷热解形成的SiC的晶体尺寸变大,同时沥青炭的石墨化程度也变高;刻蚀后碳化硅衍生碳的结构以无定形碳为主,有明显的石墨化碳层分散其中,样品的比表面积随热处理温度升高而减小,微孔孔径增大。     

热缩聚工艺条件对中间相微球形成的影响

以煤焦油沥青为原料采用常压热缩聚工艺制备中间相沥青微球。考察了热缩聚温度和停留时间对中间相沥青收率、微球收率及形态的影响。发现在同一热缩聚温度下停留时间的延长，虽使中间相沥青的收率降低，但微球收率却相应提高，小球直径逐渐增大；提高热缩聚反应温度使微球更易长大，直到最终融并。通过控制热缩聚条件可以得到尺寸各异的中间相沥青微球。采用两步热溶抽提法可很好地将沥青微球从母液中提取出来     

聚硅烷的热分解动力学研究

用热重法（ＴＧＡ）研究了聚（甲基环己基硅烷）、甲基环己基硅烷与甲基苯乙基硅烷共聚物和聚（甲基苯乙基硅烷）的热分解动力学，计算了热分解动力学参数。结果表明，其热分解活化能分别为２０８ｋＪ／ｍｏｌ、１８７ｋＪ／ｍｏｌ和１１４ｋＪ／ｍｏｌ；这３者的热分解均符合无规引发裂解模型。     

高温煤沥青不同组分中间相形成过程

通过对高温煤沥青分级萃取获得了以下几种组分:正庚烷可溶物(HS)、正庚烷不溶甲苯可溶物(HI-TS)、甲苯不溶吡啶可溶物(TI-PS)及吡啶不溶物组分(PI),分别以HS、HI-TS和TI-PS组分为原料,采用直接热缩聚法,制备了中间相沥青。通过偏光显微镜观察,四氢呋喃提取中间相等方法对合成的中间相沥青进行结构表征和中间相含量分析。结果表明:当反应温度为400～460℃时,HS组分趋向于生成区域型光学结构的中间相沥青,而HI-TS,TI-PS组分则会随着反应温度、恒温时间的增加,生成流线型或镶嵌型中间相结构,且中间相含量均在90%以上。