中间相沥青的纺丝——中间相沥青的流变性和可纺性

为了调制出适宜于纺丝的中间相沥青,考察中间相沥青的流变行为和可纺性是必不可少的。本工作从几种不同原料热处理而得的中间相沥青的流变行为着手,比较了同种原料中间相沥青的粘度—温度曲线与软化点、中间相含量及中间相沥青可纺性之间的关系。不同原料中间相沥青,由于中间相分子大小和性质的不同,流变行为和可纺性能并不遵循同种原料中间相沥青的规律。这对进一步改进中间相沥青的调制工艺及进一步优化熔融纺丝工艺具有一定的指导意义。     

中间相沥青的制备与表征研究进展

中间相沥青是由石油沥青、煤沥青以及其他芳烃类化合物聚合而成的具有各向异性结构的液晶类物质,是制备炭材料的优良前驱体。中间相沥青的制备原料和合成工艺对中间相沥青的性能有显著影响。为了得到理想的中间相沥青产品,研究者们不断改进制备工艺并开发新的制备方法。中间相沥青的性质表征对制备工艺的进一步完善具有重要意义,同时,对后续炭材料能否制备成功起着监测作用。本文综述了中间相沥青的制备方法及表征方法的研究进展,重点介绍了热缩聚、组分优化、加氢改性等制备方法,以及中间相沥青性能的多种表征方法。最后展望了中间相沥青的发展前景。     

可纺石油基中间相沥青制备及测试分析

中间相沥青是由重质芳烃类物质(煤焦油沥青、石油沥青和纯芳烃类物质及其混合物等)在中温液相炭化热处理过程中形成的一种具有较大区域范围内晶体光学各向异性的液晶态物质.本文以催化裂化油浆为原料制备中间相沥青,考察不同原料特性对中间相沥青的影响,研究了中间相沥青的形成机理.通过工艺参数的优化,所制备的石油基中间相沥青可以达到以...     

不同原料的中间相成形和中间相沥青的热行为

在热台显微镜上观察了四种不同原料沥青的中间相形志及其相应的中间相沥青的热变行为,指出了不同原料沥青的中间相转化过程中显微结构的异同以及中间相沥青热变行为的异同。通过与美国A240沥青的对比研究肯定了其中一种原料的硬质沥青具有类似A240沥青的中间相转化过程,而且其中间相沥青与A240中间相沥青一样具有热变型向列液晶的特征——可逆的相转变,这对于研制高性能沥青碳纤维具有重要的应用价值。     

超临界流体制备中间相沥青泡沫炭

以萘系中间相沥青为原料,利用超临界流体(Supercritical Fluid)作为发泡剂制备中间相沥青泡沫,经氧化炭化处理获得泡沫炭材料.通过分析中间相沥青的流变性能以及比较不同溶剂对中间相沥青的溶解性能,选择合适的超临界溶剂,可以制备出泡孔均匀,开孔率高的泡沫炭材料.研究了中间相沥青-溶剂系统的超临界状态下的发泡过程.考察溶剂比例、发泡压力、系统温度、压力释放速率等发泡条件对超临界流体制备中间相沥青泡沫炭的影响.     

中间相沥青的研究及应用

中间相沥青是新型碳材料的前驱体,在高新材料领域有广阔的应用前景。简述了中间相沥青的发展历程,介绍了其结构与性质、中间相沥青形成机理、制备方法,并展望了中间相沥青的应用及发展。     

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。     

专利文摘

化学气相沉积法碳化硅连续纤维用碳芯的制备方法本发明提供一种化学气相沉积法碳化硅连续纤维用碳芯的制备方法,按如下步骤进行：⑴ 制备中间相沥青;⑵ 熔融纺丝制备大直径中间相沥青纤维;⑶ 氧化,制备中间相沥青预氧化纤维;⑷ 碳化,制备中间相沥青碳纤维;⑸ 将中间相沥青碳纤维复绕至化学气相沉积 （CVD）用丝轴上制成碳芯。所述的中间相沥青可以是石油中间相沥青,亦可以是煤焦油中间相沥青。这种碳芯具有高比强度、高比刚度、高温性能好等诸多优点,是航空航天事业不可多得的优异基础芯材。专利申请号:93120099;公开号:1103904…     

热聚合温度对煤液化沥青制备中间相沥青的影响

为制备优质的中间相沥青,以煤液化沥青为原料,在不同热聚合温度下制备中间相沥青,采用偏光显微镜、红外光谱仪、XRD、热分析等测试仪器对所得中间相沥青进行分析和表征。结果表明,温度对中间相沥青的收率、形貌和结构影响显著。随着温度升高,中间相沥青的收率降至86.2%,H含量降至3.96%,S含量有所下降,残炭率增大;中间相小球体的尺寸增大,逐渐出现融并现象,最终形成广域型中间相;煤液化沥青中的稠环芳烃、芳香烃的含量明显增加,烷烃成分则明显减少;煤液化沥青中的无定型区含量减少,分子的排列与取向性变好。选择低的热缩聚温度(410~420℃),适当延长反应时间有利于反应方向的控制,从而达到制备优质中间相的目的。     

石脑油渣油的共炭化改质

研究了石脑油渣油和催化裂化澄清油共炭化后所得的中间相沥青的性质。光学显微结构和各向异性含量的变化、中间相沥青基本组成的变化指出了石脑油渣油和催化裂化澄清油的共炭化并不遵循简单的叠加原理。两者混合后共炭化所得的中间相沥青粘度有效地降低,流动性得到改善,从而使中间相沥青的可纺性大为提高。所有这些结果显示了重质渣油的共炭化可改善中间相沥青的性能,而有利于中间相沥青碳纤维的制造。     

反应温度和压力对制备中间相沥青的影响

以中温煤沥青为原料,于高压反应釜中进行热转化,在不同的反应温度和压力条件下制备中间相沥青。采用偏光显微镜、红外光谱仪、x射线衍射仪等测试仪器对所得中间相沥青进行分析和表征。结果表明,温度对中间相沥青的产率、形貌和结构影响显著,随着温度升高,中间相含量增加;中间相小球体的尺寸增大,逐渐出现融并现象,最终形成流域型体中间相。压力对中间相的含量和结构也有一定影响,实验结果显示施加3MPa压力,有利于中间相的形成和其含量的提高。420℃、3MPa条件下形成的中间相含量高达81．0％,并形成流线域状体中间相。     

中间相沥青及其应用研究进展

中间相沥青的各种优异性能使其成为制备许多高级功能炭材料的优质前体,并在高新材料领域得到越来越多的重视。简述了国内外中间相沥青的发展历程,介绍了其性质、形成机理以及几种中间相沥青基炭素材料的研究现状,并展望了中间相沥青的潜在应用及发展方向。     

流化催化裂化重芳烃试制沥青碳纤维

探索了流化催化裂化 (F CC)重芳烃试制沥青基碳纤维的可行性 ,初步实验表明 ,FCC重芳烃中芳烃含量高 ,相对分子质量分布和环结构较均匀 ,是制备中间相沥青碳纤维的优良原料 ,并能制备出接近中强水平 (抗拉模量在 80～ 10 0 GPa)的中间相沥青碳纤维。降低中间相沥青的杂质含量 ,可大幅度提高沥青碳纤维的力学性能     

Modified characteristics of mesophase pitch prepared from coal tar pitch by adding waste polystyrene

The toluene soluble of coal tar pitch was carbonized with waste polystyrene. The properties of mesophase pitches were characterized using polarized light optical microscope, apparent viscometer, FT-IR, ¹H NMR and X-ray diffractometer. After adding the waste polystyrene into the toluene soluble of coal tar pitch, the soluble mesophase were was increased from about 9% to 52% and the mesophase pitches were changed from 74% with coarse mosaic texture to 100% with flow domain texture. The mesophase pitches were transformed from thixotropy to unthixotropy. By waste polystyrene added into the toluene soluble of coal tar pitch, the methylene group was increased a lot. The presence of more alkyl groups modified the characteristics of mesophase pitches and improved the assembly of mesophase pitch molecules.     

纺丝温度对中间相沥青炭纤维结构性能的影响

以萘催化合成中间相沥青(MP-1)和热缩聚法制备中间相沥青(MP-2)两种中间相沥青为原料,对其进行簇组成分析、偏光显微镜观察及红外光谱分析,研究其组成及结构.采用实验室气压式单孔纺丝装置在不同温度下对两种中间相沥青进行熔融纺丝,探讨纺丝温度对炭纤维结构及性能的影响.研究表明:MP-1低温获得无规结构,高温出现中心放射状边缘洋葱皮混合结构;MP-2随纺丝温度升高依次出现无规结构、准洋葱皮结构和洋葱皮结构.中间相沥青原料的性质影响着纤维截面结构随纺丝温度变化的规律.     

中间相炭微球的分子动力学模拟与特性研究

对煤焦油中温沥青和煤基氢化沥青生成的中间相小球进行分子动力学模拟,计算结果显示了氢化沥青生成的中间相比煤焦油中温沥青生成的中间相具有更松散的堆砌结构,这能够很好地解释2种中间相的XRD,SEM,甲苯不溶物和MALDI-TOF的实验结果。说明在炭质中间相的计算机模拟中,可以采用统计结果作为分析对象来进行模拟计算,进而对试验结果预判和进行定性的分析。     

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。     

Influence of organic sulfur compounds and metals on mesophase formation

The influence of organic sulfur compounds and metals on the texture of the mesophase formed in pitch during the carbonization process was investigated by the addition of organic sulfur compounds and organometallic compounds to the cracked oil obtained from Khafji asphalt and polyvinyl chloride (PVC) pitch. These pitches, containing sulfur and metals, have been examined by polarised light microscopy, and quinoline insolubles (QI), sulfur and metal contents were determined. The existence of either organic sulfur compounds or organometallic compounds in the pitch has no effect on mesophase texture. However, the coexistence of sulfur and metals (such as vanadium or nickel) has a great effect on mesophase texture. From these results, sulfur and metals coexisting in the pitch have a catalytic effect which activates the thermal decomposition and the thermal polymerization reactions of the pitch. Furthermore, the precursors of mesophase (β resin) are formed abundantly in the pitch by these reactions. These precursors promote the nucleation of mesophase spherules, and a large number of mesophase spherules are formed in the pitch at the same time. Therefore, these spherules coalesce with each other before growing to large spheres and lead to a fine mosaic texture.     

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.