采用加压-真空两段热缩聚法制备中间相沥青炭纤维的原料

以深度裂解石油渣油为原料，采用两段热缩聚法可制得软化点为268℃，可编性良好的中间相沥青。本文详细考察了温度，时间对中间相沥青软化点，可编性，中间相沥青形态及碳化收率的影响，并初步探讨了两段热缩聚反应的机理。研究结果表明反应温度，时间对中间相沥青的结构和性能影响较大，选择适宜石油渣油，采用加压－真空两段热缩聚法，调整反应条件，可制得可纺性良好的中间相沥青。     

煤沥青基中间相沥青的制备研究

以纯化的煤焦油沥青为原料,考察了热聚合温度和恒温时间对中间相沥青的收率、光学显微形态、软化点和族组成的影响.结果表明:反应温度在420℃,恒温5 h时得到了软化点为312℃的流线体型中间相沥青,其收率为79.1%;热聚合反应在相对较低的温度400℃,反应时间为10 h时形成了软化点为305℃、收率为81.4%的优质广域型可纺性中间相沥青.对该原料煤沥青而言,通过控制热聚合反应温度和恒温时间可以达到制备优质中间相的目的.     

煤直接液化沥青制备中间相沥青炭纤维的研究北大核心

中间相沥青基炭纤维的性能直接取决于纺丝用中间相沥青,煤直接液化沥青因其饱和烃含量高,氢碳比高,高温融变性好,硫含量低等优点成为制备纺丝用中间相沥青的优良前驱体。本文以煤直接液化沥青为原料,研究不同热缩聚工艺对中间相沥青组成和结构的影响,通过考察其偏光织构、软化点、喹啉不溶物含量、黏温曲线和纺丝时长等指标综合评价可纺性。采用高低温结合多段聚合工艺制得具有大融并体结构、可纺性优良的中间相沥青,并进一步制得具有理想微观形貌的纤维,其拉伸强度为2.03 GPa,拉伸模量达到581 GPa。     

2种煤沥青的中间相热聚合行为研究

以中温煤沥青(MTCP)和改质煤沥青(MCP)为原料，采用热聚合反应方法，在相同的反应时间下，研究不同反应温度下2种煤沥青的中间相热聚合行为。采用软化点仪、偏光显微镜、X射线粉末衍射仪(XRD)以及激光共焦拉曼光谱仪(Raman)对中间相沥青表征和分析。结果表明，2种煤沥青在相同工艺条件下呈现出相似的中间相聚合行为。偏光显微镜照片说明2种煤沥青聚合所得到的中间相类型均为镶嵌结构。XRD与Raman分析表明随着聚合温度的升高，中间相沥青内部芳香片层分子的取向性更好，排列更为规整。MTCP经过430℃、8 h聚合，可制备软化点为319℃的中间相含量高于80%的中间相沥青；MCP经过420℃、8 h聚合，可制备软化点316℃,中间相含量高于80%的中间相沥青。     

反应温度对苯甲醛齐聚物及其中间相沥青性能的影响

以中温煤沥青为原料,通过苯甲醛/对甲苯磺酸交联合成出以次甲基相连接的齐聚物,进一步热解制备了中间相沥青,考察了反应温度对齐聚物及其中间相沥青性能的影响。结果表明,随着反应温度的提高,改性煤沥青的收率、软化点、残炭率和密度都呈现上升的趋势;反应温度适当,易于得到光学各向异性发达、软化点较低的优质中间相沥青。     

高软化点包覆沥青的制备与表征

以净化缩聚沥青(中间相碳微球生产中的母液沥青)为原料,通过空气氧化法制备高软化点包覆沥青。通过单因素法,考察了空气流量、反应温度、反应时间对包覆沥青的基本性质(工业分析指标和光学显微结构)的影响。结果表明,当反应温度为300℃,空气流量160 L/h,反应时间为6 h,可制备出软化点(SP)为215℃,甲苯不溶物(TI)为56.00%,喹啉不溶物(QI)为8.41%,结焦值(CV)为75.83%,收率为68.56%,且在偏光显微镜下为光学各向同性的高品质包覆沥青。并利用元素分析、傅里叶转换红外光谱(FTIR)结合分峰拟合技术、热重分析仪(TGA)对高软化点包覆沥青的热稳定性进行研究。     

中间相沥青的纺丝—中间相沥青的成纤及碳纤维的结构

考察了几种不同缩聚条件下所得中间相沥青的熔纺过程,发现挤出沥青丝在喷丝板毛细孔口处的胀大率(d_m/d_0)及其最大拉伸比(V_LV/_0)max与喷丝板毛细孔径及纺丝温度有关。 中间相沥青的软化点及β树脂(BI—PS)直接决定了熔融沥青的表现粘度和拉伸粘度,对最大拉伸比(V_L/V_0)max具有显著的影响。 在相同的熔纺条件下,从T渣油中间相沥青制备的碳纤维显示了放射型横截结构,但从美A240中间相沥青制得的碳纤维却显示了乱层型横截结构,说明了碳纤维的横截结构受到中间相沥青组成的强烈影响。     

三种不同原料中间相沥青的性质表征

为更深入地理解不同原料制备的中间相沥青的性质差别,从挥发分、饱和度、分子量分布、有序度的角度研究了以萘、煤沥青、精制煤液化沥青（DCLR）为原料的3种中间相沥青,分析手段包括偏光显微镜、元素分析、TGA、红外光谱（FTIR）、MALDI-TOF MS、XRD、拉曼。结果表明：萘系中间相沥青分子量最高且分布窄,挥发分低,饱和基团含量高,分子柔性大,平面性和规整性较差,分子堆砌紧密度较低,有序度较差,因此具有较低的软化点和广域流线型光学组织结构;煤系中间相沥青分子量较高,分布最宽,挥发分高,饱和度低,烷基侧链少,分子刚性和平面性较大,易堆积成紧密结构,因此具有较高的软化点,流动性差,较难形成流线型光学组织结构;DCLR系中间相沥青分子量低且分布窄,挥发分较高,含有一定量的饱和基团,分子具有一定的韧性,分子刚性和规整性较好,有序度高,因此流动性较差,软化点较高。     

中间相沥青调制—热解

文章采用以萘和三氟化硼与氟化氢为原料制备的齐聚物沥青,研究齐聚物沥青在中温条件下通过热缩聚制备出的低软化点,中间相含量高,纺丝性能良好的中间相沥青,探讨齐聚物沥青调制的时间,热缩聚反应的时间以及热缩聚反应的温度对于中间相沥青的影响。     

萘沥青的合成条件与其中间相热转化行为的关系研究

以萘为原料,采用AlCl3催化合成和热转化处理二步法制备了高软化点、低QI含量的优质萘系中间相沥青。通过分析表征不同条件下合成的萘沥青经热转化后所得中间相沥青的性质和中间相织构形态,重点研究了萘沥青的合成条件与其中间相热转化行为间的内在关系,以确定合成萘沥青的最佳工艺参数。结果表明,在合成温度240℃、合成时间6 h、催化剂用量10%的条件下合成的萘沥青在390℃恒温8 h后能得到100%的广域流线型的体中间相沥青,其软化点为244.6℃,QI含量仅为10.32%。     

闪蒸油制缩聚沥青结构探析

将闪蒸油通过热缩聚得到制取中间相沥青的原料—缩聚沥青，并采用密度法、红外光谱法等手段对内蒸油及缩聚沥青结构进行了探析。     

中间相沥青流变性的研究

流变性是中间相沥青的重要物性。本文用高温旋转粘度计研究了几种中间相沥青的粘度—温度及流动曲线。沥青的粘度—温度曲线分软化、平稳流功、固化三部分。平稳流动区域的宽窄同原料的原始结构及软化点有关。中间相沥青在剪切作用下结构变形,表现为剪切变稀,是非牛顿流体。但在高温阶段,剪切变稀不明显,成为假牛顿流体。以玻璃化转变温度为参考温度,松驰因子:αΥ=(η/Τ)/(ηg/Τg),用WLF公式对粘度—温度曲线关联,0到较好的关联结果。根据沥青的流变性,找出有可能得到高性能材料的中间相沥青。     

催化剂用量对均四甲苯亚甲基齐聚物的组成结构及其衍生中间相沥青性能的

以均四甲苯为原料，通过三聚甲醛／对甲基苯磺酸交联合成以亚甲基桥连接的芳烃齐聚物，进一步热处理制取优质可纺性中间相沥青，详细考察了催化剂对甲基苯磺酸用量对均四甲苯亚甲基齐聚物的组成结构及其衍生中间相沥青性能的影响，结果表明：催化剂用量的增加使均四甲苯亚甲基齐聚物收率提高，软化点上升，平均聚合度提高，体系的副反应减少，易于得到光学各向异性发达的软化点较低的可纺性中间相沥青。     

催化裂化油浆组成分布对中间相沥青光学织构的影响

以SLO-LH、SLO-SH和SLO-YN催化裂化油浆为原料,利用热缩聚法制备中间相沥青,系统分析了油浆的烃组成分布、沸点分布以及核磁结构特征,关联了中间相沥青光学织构与原料性质组成关系。结果表明,SLO-SH和SLO-YN油浆中的分子量和组成分布较窄,在给定反应条件(430℃、0.7 MPa)下制备中间相沥青的光学织构指数(OTI)值分别为45和50,中间相织构主要由大面积的域及流域组成,镶嵌结构较少。相对于SLO-SH与SLO-YN,SLO-LH样品的烃组成与沸点分布明显疏散,得到的中间相主要由镶嵌组织与小域构成。结果表明集中分布且芳烃含量高有利于得到高收率与高OTI值的优质中间相沥青,对油浆组分进行分离是制备高品质中间相沥青和针状焦的必要途径。     

浅析缩聚沥青性质的影响因素

将闪蒸油通过热缩聚得到制取中间相沥青的原料——缩聚沥青,通过正交试验、馏程改变试验、共炭化试验研究了影响缩聚沥青性质的因素。     

低QI含量煤沥青氢化产物的结构性质研究

以低QI净化沥青为原料，采用四氢萘高压加氢制取了氢化沥青，采用IR，NMR和TGA分析对氢化沥青及其原料净化沥青进行了对比研究，结果发现氢化沥青含有大量脂环结构，其独特的热解缩聚行为有利于可溶性中间相沥青的制备。     

A240沥青和C—石油渣油沥青 原料及其缩聚物的分子量和分子量分布

为了从沥青原料调制出适宜于纺丝的“中间相沥青”,测定沥青原料及缩聚沥青的分子量和分子量分布是必不可少的研究工作。 本文在考察了应用凝胶渗透色谱法,VPO法及Li—乙二胺加氢还原法测定沥青原料及缩聚沥青的分子量和分子量分布后,对A240沥青原料和C—石油渣油沥青原料及其不同热缩聚条件下所得的纺丝物料进行了分子量和分子量分布的测定,并初步分析了纺丝物料的可纺性与分子量及分子量分布之间的关系。     

热缩聚法制备包覆沥青的基础研究

包覆沥青对提高锂离子电池负极材料的性能起到重要作用。以乙烯渣油沥青为原料,通过常压热缩聚法制备包覆沥青。考察了反应温度、反应时间对包覆沥青的基础指标(软化点、甲苯不溶物、喹啉不溶物和结焦值)和光学显微结构的影响。研究结果表明：以N₂作为保护气体,当热缩聚反应温度为390℃,反应时间为4 h的条件下,制备出了软化点为200℃,甲苯不溶物为35.47%,喹啉不溶物为1.11%,结焦值为67%的各向同性沥青。通过FTIR和TGA分析可知,乙烯渣油沥青和高软化点各向同性沥青的芳香性指数(Iar)分别为0.526 6和0.5377,在700℃热解残余质量分别为20.22%和50.79%。表明乙烯渣油沥青通过热缩聚处理后得到的高软化点各向同性沥青具有较高的芳香性和良好的热稳定性,是一种优质的包覆沥青。     

热缩聚工艺条件对中间相碳微球形成的影响

以中温煤沥青为原料采用常压热缩聚工艺制备中间相炭微球。考究了不同聚合条件对中间相碳微球收率及形态的影响，从而找出制备中间相碳微的最佳工艺中每。     

热缩聚条件对均四甲苯基中间相沥青形态和性能的影响

主要研究了热缩聚工艺参数──温度和停留时间对均四甲苯亚甲基齐聚物衍生中间相沥青形态和性能的影响,结果发现：随着温度的升高、齐聚物的热反应性增强,所得中间相沥青的光学各向异性会逐渐提高,软化点升高,收率降低;停留时间的延长利于中间相的生成和融并。该齐聚物在较低的温度（360℃）下停留17h就可完全转化为光学各向异性发达（100％）,软化点低（260℃）,溶解性能好（PS％＝48．5％）,H／C（0．86）高且可纺性优异的中间相体。