萘基中间相沥青制备碳纤维

采用3种不同反应程度的萘基中间相沥青制备碳纤维,通过元素分析、族组成、热重、红外光谱、扫描电镜等,对其性能、结构进行剖析.同时对沥青聚合反应程度、可纺性、碳纤维(1000℃)性能与结构三者内在联系进行探讨.结果表明,各向异性含量80%～100%的萘基中间相沥青存在一热稳定温度区间,随着聚合反应的加深,此区间变化不大,但...     

萘系中间相沥青分子结构对其炭纤维性能的影响（英文）

中间相沥青基炭纤维因具有高模量、低电阻率、高导热等特性,在许多领域有广阔的应用前景。本文分别以采用HF/BF₃催化萘一步法制备的中间相沥青(AR-MP)和采用AlCl₃催化萘两步法制备的中间相沥青(N-MP)为原料,制备了高性能炭纤维。通过元素分析、TG-MS、FT-IR、¹³C-NMR、MALDI-TOF-MS、XRD和SEM等手段对上述沥青和纤维进行了分析表征,对比了不同催化聚合工艺制备的中间相沥青的分子结构和性能,并进一步探究了中间相沥青分子结构差异对其炭纤维结构和性能的影响。结果表明：AR-MP分子构型偏向于半刚性的棒状,含有更多的环烷结构和甲基侧链,其预氧化后的纤维显示出更好的碳平面取向,使其石墨化纤维具有更好的热导率(716 W/m·K);而N-MP分子构型偏向于刚性的圆盘状、芳香度高,其纤维在后续热处理过程中产生的缺陷更少,石墨化后具有更大的拉伸强度(3.47 GPa)。     

甲基萘经HF／BF3催化制备中间相沥青

一、引言人们已制备出制造炭纤维用的优质前驱体中间相沥青。据信,环烷基和甲基有利于纺丝和稳定化。已经证明,纯的芳香烃在HF/BF_3的帮助下,能以非常合理的成本制得优质中间相沥青。从萘得到的沥青带有大量的环烷氢,它们能降低其软化点并增强其稳定化反应性。本工作研究了由甲基萘催化合成中间相沥青的过程,其目的是弄清甲基基团对芳香     

中间相沥青脱除灰分

以催化剂三氯化铝(AlCl_3)和精萘在160~240℃下制备的萘沥青为研究对象,采用超声、搅拌、加热和酸碱洗涤的方法对萘沥青的脱灰进行研究。结果表明萘沥青在超声和搅拌的共同作用下,温度条件为80~90℃,先碱洗后酸洗时,脱灰效果最佳,可将萘沥青的灰分降低至500 ppm以下。用所得的萘沥青可以制备灰分低、性能优良的中间相沥青。关键词:中间相沥青;灰分;精萘;萘沥青;三氯化铝     

煤沥青的改性及中间相结构研究

以对甲苯磺酸(PTS)为催化剂,研究了改性温度、时间和改性剂苯甲醛用量对改性煤沥青(MCTP)中间相显微结构产生的影响。研究表明,当苯甲醛/煤沥青(CTP)质量比为30/100、反应温度为150℃和反应时间为15h时得到的MCTP,其中间相呈不完全纤维组织结构;XRD分析表明,通过苯甲醛改性煤沥青,有利于提高中间相光学组织结构的有序性。FT-IR分析表明,改性后芳核骨架振动吸收频率增大,提高了芳核的缩合度;1 H-NMR分析表明,改性过程中的改性反应主要发生在HA上,并对改性过程可能发生的反应机理进行了分析。     

中间相沥青薄膜带的制造及结构

引言虽对中间相沥青高性能碳纤维进行了广泛的研究,但仍存在提高生成的炭纤维的性能及降低成本等许多问题。由于高性能炭纤维的物理性能极大地受到纤维截面形态及组织的影响,所以纺丝时控制其截面状态及组织是改善炭纤维物性的重要课题之一。本研究的目的是以中间相沥青为原料制造纤维截面厚度小于2μ的薄带长炭纤维,并剖析其结构及物性。为使改变生成纤维尺寸的模胀影响最小化,尽量引入低温、高压纺丝及牵伸     

用于高性能碳纤维的中间相沥青

用溶剂分离法制备适用于高性能碳纤维的中间相沥青。从加氢煤焦油沥青的丙酮不溶份,可得到具有可纺性良好的中间相沥青。从这种沥青得到的碳纤维要比按常规的热处理方法得到的碳纤维显示出更好的性能。碳纤维的抗拉强度大于4.5GPa,弹性模量大于600GPa。用元素分析、溶剂抽提分析、红外光谱仪来检测由溶剂分离法制得的中间相沥青(SFMP)与由常规的热处理法制得的中间相沥青(HTMP)之间的差别,也可以用偏光显微镜和~(13)C-核磁共振仪来估测SFMP和HTMP中的中间相(定向分子)含量。元素分析、溶剂抽提分析、红外光谱仪的结果表明,SFMP的脂肪族结构高于HTMP,并认为HTMP比SFMP含有较高分子量的组分。用偏光显微镜估测两种沥青的中间相含量均接近100%,但是对于SFMP在~(13)-CNMR中的中间相信号强度高于HTMP。     

中间相沥青基泡沫炭的制备、结构及性能

以萘系中间相沥青为原料,考察了发泡条件、炭化和石墨化工艺对所制泡沫炭结构和性能的影响.结合粘温曲线、TG-DTG热重曲线以及不同发泡条件下泡沫炭的表面形貌分析,其最佳发泡条件为:发泡温度600℃,升温速率5℃/min,发泡压力5MPa.石墨化升温速率越低越有利于泡沫炭石墨微晶的生长及压缩强度的提高,其中以5℃/min升温至2800℃并恒温30min所制泡沫炭的压缩强度达1.38MPa.     

电场对改性煤沥青中间相形成的影响

在氮气保护和高压电场作用下,以中温煤沥青为原料,采用带程序升温的管式炉进行热转化实验,制备出煤沥青中间相。采用偏光显微镜、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和热重分析仪(TG)等测试手段对其形貌和结构进行了分析表征。研究了原料改性和电场对煤沥青中间相形成的影响。研究结果表明,原料改性对中间相的形成有促进作用。电场强度控制在20kV/m,在420℃开始引入电场,有利于生成具有各向异性的中间相组织。     

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     

均四甲苯基中间相沥青纤维不熔化行为的研究

由均四甲苯出发，通过甲醛／Ｈ＋交联及进一步热处理合成了低软化点（２６０℃）、高Ｈ／Ｃ原子比（０．８６）、富含甲基基团、分子结构呈完全渺位缩合构型的中间相沥青。研究了该中间相沥青纤维的不熔化行为，发现它呈现出与一般石油系或煤焦油系中间相沥青的不同氧化行为，虽然具有较高的氧化反应性（在１５０℃开始与氧反应），但要实现纤维的完全不熔化却需较多量的氧与之交联。以０．２℃·ｍｉｎ－１（１７０℃～２６０℃）的升温速率升到２６０℃，恒温１８０ｍｉｎ得到的不熔化纤维的氧含量达１７．６％，其炭纤维强度可达２１００ＭＰａ。沥青呈现高氧化反应性的原因在于体系中含有较多量的甲基、亚甲基及孤立芳氢，它们引发了氧化反应的快速；中间相沥青的渺位缩合构型分子及小芳香核片的存在是不熔化过程需要多量氧的原因。     

大直径中间相沥青纤维纺制时的剪切速率

考察了大直径中间相沥青纤维熔纺过程中中间相沥青在喷丝板微孔区内的流动特性及剪切速率。随熔纺温度及挤出流量的增加,中国相沥青在喷丝板微孔区内剪切速率相应增加。熔纺时控制了挤出流量和牵伸速率的良好匹配,获得了丝径均匀的大直径中间相沥青炭单丝。两种中间相沥青在剪切速率和由其纺制获得纤维的离散系数方面的差异,归结为常压与加压齐聚反应后中间相沥青在本性上的差异。     

空气氧化法制备的煤焦油沥青的性质研究

以经过闪蒸净化除去一次ＱＩ的煤焦油为原料,在常压下２２０℃～４００℃范围内通过空气氧化制备一定软化点范围的沥青,考察了反应温度、空气氧化时间、空气流量对沥青性质和结构的影响。结果表明空气氧化可有效提高煤焦油软化点、分子量和制取完全各向同性沥青。将氧化尖青进一步在４００℃,Ｎ２保护下停留６００ｍｉｍ进行常压热缩聚后,所得产物在热台显微镜室温～６００℃下观察发现在各向同性基质中有中７间相小球产生,且随     

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     

大直径中间相沥青纤维的不熔化处理

用热重分析法研究沥青纤维预氧化过程，确定了氧化反应的最低温度，在低于软化点的温度下预氧化，使不熔化处理由扩散控制变为化学反应控制，有效地改善了氧化均匀性和碳纤维结构，提高了力学性能。     

添加剂对煤沥青的改性作用及沥青焦性能的影响

通过考察添加剂加入量与煤沥青的甲苯不溶物含量、软化点、析焦量以及所得沥焦的抗氧化性和石墨化活性的关系,探讨了添加剂对煤沥青的改性作用及其对沥青焦性能的影响。实验结果表明：在煤沥青中加入适当的添加剂可提高煤沥青的甲苯不溶物含量和析焦量,加入添加剂的煤沥青炭化后所得沥青焦的抗氧化性和石墨化活性均得到显著提高,但氧化残余物含量有所上升。该沥青焦经2300℃高温石墨化处理后仍表现出优良的抗氧化性。     

沙特流化催化裂化渣油超临界萃取馏分及残渣的中间相转化行为

沙特流化催化裂化渣油超临界萃取馏分在自升压４２０℃下聚合７小时，残渣在常压氮气保护３５０℃下聚合１小时。聚合产物在热台偏光显微镜下观察中间相转化行为。渣油残渣由于含有残余催化剂等固体杂质而使生成的中间相呈细镶嵌结构。超临界萃取馏分则由于固体不溶物被脱除，分子组成被改变，从而使体系的流动性能得到明显改善，生成了具有典型流线型结构的大域形中间相     

炭材料用基体前驱体沥青的改性研究

首次以二乙烯基苯为交联剂,在酸性催化剂的作用下对煤沥青进行了改性研究,同时对改性后的煤沥青进行显微结构和耐热性分析。研究结果表明：改性后的煤沥青不仅出现大量的中间相小球,而且耐热性优良,可作为炭材料优质的基体前驱体。     

中间相沥青可溶组分的结构表征

用１Ｈ／１３Ｃｎ．ｍ．ｒ．联合解析的方法分析表征了澄清油中间相沥青和乙烯渣油中间相沥青甲苯可溶组分（ＴＳ）和甲苯不溶吡啶可溶组分（ＴＩ－ＰＳ）的平均结构特征,并给出了满足平均结构参数的平均结构模型。为研究中间相沥青的形成机理以及调制合适的纺制高性能炭纤维的原料－中间相沥青提供了结构信息