炭/炭复合材料用煤沥青的改性及性能研究

以对甲基苯甲醛(4-methyl benzaldehyde,简称4-MB)为改性剂,在对甲苯磺酸(PTS)的作用下对煤沥青进行了改性研究.采用傅立叶红外光谱和核磁共振氢谱对煤沥青改性机理进行分析;采用扫描电镜观察改性煤沥青的形貌;采用热解重量分析仪分析改性沥青的热行为.实验结果表明,对甲基苯甲醛在酸性催化剂的催化作用下与煤沥青发生亲电取代反应,改性后煤沥青出现纤维结构,改性沥青的耐热性优良,残炭率大大提高.因此,改性后的煤沥青有望作为优质的炭材料基体前驱体.     

机械振动对改性煤沥青制备针状焦结构影响的研究

以三乙酸甘油酯为改性剂改性的中温煤沥青在炭化过程中引入机械振动作用。通过热重分析仪、傅立叶红外光谱仪和核磁共振仪对改性煤沥青化学结构和热行为进行了分析。采用偏光显微分析仪、XRD和SEM比较了机械振动作用对改性煤沥青成焦结构的影响。改性后热稳定性增加、残炭率增高,芳香氢比例减少、聚合度增大。改性再加机械振动作用后的煤沥青在炭化过程中,针状结构有序性提高,晶面间距(d_(002))变小,芳环晶间有序度(Lc)增大,石墨化度增加。机械振动能够促进中间相微球的融并产生纤维线性结构。进一步煅烧后其针状结构非常清晰、有序。煤沥青改性和机械振动的综合作用可以制备更高性能的针状焦。     

对甲基苯甲醛-煤沥青COPNA树脂的合成及性能

以煤沥青为单体、对甲基苯甲醛(PM B)为交联剂,在对甲苯磺酸的催化作用下合成缩合多核芳烃(COPNA)树脂。采用FT-IR和1H-NM R研究其反应机理;采用SEM分析不同时间该COPNA树脂的形貌;采用TG-DSC研究该COPNA树脂的热行为。研究表明,煤沥青能与PM B合成COPNA树脂,其反应机理为酸催化下的阳离子型缩聚反应;COPNA树脂的合成中出现很多微纤,随交联聚合程度的加深,微纤相互缠结并融合;COPNA树脂具有很好的耐热性和较高的炭收率。     

二乙烯基苯改性煤沥青的热行为研究

以中温煤沥青为单体,二乙烯基苯为交联剂,在对甲苯磺酸（PTS）的催化作用下对煤沥青进行改性。采用差示扫描量热法（DSC）和热重－差热分析（TG－DTA）对改性前后的煤沥青进行热行为分析。研究表明,经过改性后煤沥青结晶组分的存在形式、数量以及相转变方式发生很大变化;改性后煤沥青的表观活化能降低、反应活性变大;改性后煤沥青的热分散起始温度显著提高、失重率明显降低。因此,经过改性的煤沥青可作为炭材料优良的基体前驱体。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯/锡氟磷酸盐玻璃复合材料原位成纤对聚丙烯的增强效果

采用低玻璃化转变温度的锡氟磷酸盐玻璃(Pglass)改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),制备低黏度高模量的PET基复合材料(PET/Pglass);以PET/Pglass或PET为成纤相,聚丙烯为基体,利用实验室自主设计的多级拉伸挤出装置,制得原位成纤增强聚丙烯复合材料,并研究成纤相形态及其对复合材料力学性能的影响。结果表明,与PET相比,PET/Pglass在多级拉伸挤出过程中原位成纤更容易,纤维长径比更大,分散更均匀,从而进一步提高聚丙烯的拉伸强度和模量,而且能保持聚丙烯较高的断裂伸长率,表明具有低黏高模的PET/Pglass对聚丙烯的原位成纤增强效果更显著。     

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。     

改性纳米氧化锌对煤沥青延伸性能的影响

利用纳米氧化锌对煤沥青进行改性研究,考查了改性温度,分散方式,纳米氧化锌的添加量对煤沥青延伸性能的影响,优化了煤沥青的改性工艺,并对煤沥青的改性原理进行了探讨。     

高温煤沥青中间相热转化行为

沥青的组成结构直接决定其中间相形成和热转化行为。本文对3种高温煤沥青的组成和分子结构对中间相热转化的影响进行了研究。利用傅里叶红外光谱仪与X-射线衍射分析仪对煤沥青的分子结构进行分析,并采用带有热台的偏光显微镜原位观察煤沥青的中间相热转化行为。通过原位观察发现,不同高温煤沥青在相同条件下的中间相热转化行为并不完全相同,与其内部组成和结构相关。喹啉不溶物含量较高的煤沥青基炭微球成核速率显著高于生长速率,而芳香度较高的分子片层利于炭微球的生长与融并,从而形成体形中间相。     

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。     

煤沥青及改性煤沥青研究应用进展

煤沥青粘结力良好、抗滑性能优异,广泛应用于传统工业领域以及新材料领域,但煤沥青加热熔融时产生苯并芘等有毒物质,因此改性煤沥青备受关注。综述了煤沥青以及改性煤沥青的研究进展,介绍了煤沥青的改性机理,对煤沥青路用的可行性进行了分析。随着对改性煤沥青研究的日趋深入,未来煤沥青有望在筑路材料领域取代沥青。煤沥青作为路用沥青不仅可以使资源再利用,还可以降低筑路成本。     

炭/炭复合材料用基体前驱体煤沥青的研究动态

综述了近年来炭／炭复合材料用基体前驱体煤沥青的研究动态，重点阐述了不同改性方法对煤沥青的残炭率及高温流变性能的影响，指出了开发综合性能优良的改性煤沥青是制备低成本高性能炭／炭复合材料的关键。     

Analysis of coal tar pitch and smoke extract components and their cytotoxicity on human bronchial epithelial cells

Coal tar pitch and its smoke are considered hazardous by-products and common pollutant generated from coal industry processing. In this study, coal tar pitch and its smoke extracts were characterized by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) with dimethylsulfoxide. We identified only 0.3025% of components in the total coal tar pitch using GC/MS. Among 18 identified compounds, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) has the highest relative abundance (0.19%). The remaining components were composed of monocyclic aromatic hydrocarbons, heterocyclic compounds and alkenes. In contrast, among 38 coal tar pitch smoke extract constituents that have been profiled, 87.91% were PAHs, and the remaining 12.09% were composed of monocyclic aromatic hydrocarbons, heterocyclic compounds and alkenes. The cytotoxic effect of coal tar pitch and its smoke extracts on BEAS-2B cells were also evaluated by MTT assay. BEAS-2B cells exposed to coal tar pitch showed a non dose-dependent U-shaped cytotoxicity with a dosage for maximal inhibitory of 3.75 mg/L. In contrast, BEAS-2B cells exposed to coal tar pitch smoke extracts showed a dose dependent cytotoxicity with a LC(50) of 8.64 mg/L. Our study demonstrated the significant different composition and cytotoxicity of coal tar pitch and its extracts, suggesting two different underlying mechanisms that are pending future investigation.     

煤沥青的改性及其机理研究进展

煤沥青具有资源丰富、价格低廉等优点,但其残炭率低,可以通过改性来提高其残炭率。简要介绍了改性煤沥青的制备方法及近几年来国内外改性煤沥青的发展状况,并探讨了其机理。由于煤沥青组成复杂,并不能知道其确切的反应机理,只能根据测试结果提出其可能的改性机理。     

添加松香对中间相炭微球制备的影响

以中温煤沥青为原料,松香为添加剂,通过热缩聚合法制备中间相炭微球。采用FT-IR、SEM、偏光显微镜等对所得产物进行表征,研究了松香对中间相炭微球制备的影响。研究表明松香的加入能有效限制沥青的过度聚合,不仅促进中间相炭微球的成核和生长,而且在很大程度上防止中间相炭微球的融并;当松香添加量为10%(质量分数)时,改性煤沥青经450℃热解2h可制备出球形度好、粒径均匀的中间相炭微球,其平均粒径为15.3μm,收率达44.1%。     

煤焦油精制软沥青中氮的分布和热稳定性研究

以高温煤焦油为原料,经蒸馏、溶剂萃取沉降以制得煤焦油精制软沥青,再经溶剂索氏提取制备族组成;通过元素分析来研究杂原子氮的分布和热稳定性,通过红外光谱(IR)鉴别不稳定性氮基团的结构。     

Influence of processed carbon black in the filler composition on the characteristics of baked carbon mixes

Several carbon products such as carbon brushes, special nuclear carbons, seal rings, etc. require carbon black in the filler composition. In the present study, the raw carbon black was mixed with a coal tar pitch and the resulting carbon mix was shaped, calcined and finally crushed into a fine powder for its subsequent use. The influence of this modified (processed) carbon black in the filler composition on the characteristics of the final calcined petroleum coke, processed carbon black and coal tar pitch-based carbon mixes has been investigated.