酚醛树脂改性沥青的流变性能及热解动力学研究

以酚醛树脂(PF)为改性剂,在对甲苯磺酸(PTS)的催化作用下,对C/C复合材料基体前驱体中温煤沥青进行了共炭化改性,并对其热解机理进行了研究。首先,对原料煤沥青及共炭化改性后煤沥青的流变性能进行了测试,并采用热重分析(TGDTG)对改性前后煤沥青热解行为进行了研究,计算出了热解动力学参数。结果表明,在催化剂PTS的催化作用下,煤沥青发生了脱甲基反应,并且当PF含量为9%时,共炭化改性的煤沥青其流变曲线与热固性树脂U型曲线相似;根据DTG曲线可以把PF共炭化改性煤沥青的主要热解过程分为两个阶段,由Kissinger法计算得到其活化能和反应级数分别为248.06,15.69kJ·mol~(-1)和1.11、1.14。     

石油沥青和中温煤沥青共炭化改性的研究

研究了不同比例石油沥青和中温煤沥青在一定的温度和压力下共炭化对改性沥青性能的影响.利用元素分析仪、红外光谱仪、黏度仪和热失重仪进行分析表征,研究了共炭化工艺参数对改性沥青的理化性质和热性能的影响.结果表明,10％石油沥青添加量的改性沥青性能最优,结焦值达到51.93％.结合红外和热失重分析可得,改性沥青具有较好的热反应...     

沥青－重油共炭化制取中间相沥青基炭纤维初探

利用工业重油三线芳烃和煤焦油沥青共炭化改善沥青的炭化性质，调制可纺性中间相沥青。本文主要考察了共炭化反应条件对沥青改性的影响，不同热缩聚条件与所得中间相沥青的软化点，光学各向异性含量和可纺性的关系，并对中间相沥青进行初步熔纺及后处理，制得强度较高的炭纤维，讨论了由此途径制取高性能沥青基炭纤维的工艺特点。     

贫煤与煤沥青共炭化研究

进行了不同配比的煤沥青和贫煤的共炭化研究,研究表明,煤沥青与贫煤共炭化时的相互作用是物理融合和化学相互作用的共同作用。其中物理融合表现在使焦炭界面结合状态改善,化学相互作用表现在煤沥青使贫煤的炭化性能发生变化。随煤沥青配比的增加,配煤黏结性有较大改善,焦炭OTI值增大,ISO值减小。煤沥青通过增大焦炭光学组织各向异性程度,使焦炭的反应性降低,反应后强度提高。     

改性煤沥青炭化产物结构和性能

利用化学活性物质对煤沥青进行改性处理，研究了改性煤沥青炭化产物的结构和性能。研究结果表明，改性煤沥青炭化产物的显微结构根据化学活性物质的添加量的不同可是流动状、细镶嵌状和光学各向异性结构；适量的添加化学活性物质，可得到微晶发育良好，抗氧化性优良的沥青炭化产物。     

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。     

共炭化沥青的中间相形成及转化行为

煤焦油沥青与两种重质油(蒽油,三线芳烃)共炭化反应,制得改性沥青。用热台显微镜和偏光显微镜技术研究了改性沥青的中间相形成及其转化特征,发现共炭化沥青具有较原料沥青更好的热行为。与三线芳烃形成的共炭化沥青改性效果显著,中间相生长均匀,最终形成广域融并体结构,有希望作为制备高性能炭纤维的原料。     

共炭化在中间相沥青调制中的应用

为对沥青进行分子改进，将共炭化反应应用于中间相调制，本文综述了几种不同的共炭化作用机理，并介绍共炭化作用的相容性原理。     

中间相沥青纤维的氧化稳定化及炭化

本文主要研究了具有不同直径萘系中间相沥青纤维的氧化稳定化及炭化性质，结果表明，直径为１１μｍ和１６μｍ的细径中间相沥青纤维在空气中以０．５℃／ｍｉｎ的升温速度升至２６０℃至３２０℃，即可完成以后续的炭化过程中完全不融化，且抗拉强度和模量分别达到最大值，而对于直径分别为２５μｍ和４７μｍ的沥青纤维，既使最终氧化温度很高。在炭化后的纤维仍然形成所谓的“皮芯”结构，而且纤维越粗，“皮芯”结构中的芯部越大     

难熔金属炭化物改性基体对炭/炭复合材料抗氧化性能的影响

主要对难熔金属改性炭基体的炭／炭复合材料的抗氧化性能进行了较深入的研究。实验的结果表明，在以中间相沥青为基体先驱体、以PAN—CF为增强体的炭／炭复合材料中，采用Ti、W、Zr、Ta、等过渡区金属化合物为添加剂，以Co、Ni为助液相烧结剂，以TiCl4、ZrOCl2等为助炭化剂，通过在材料的内部生成多元金属炭化物，形成一种内部的多层次梯度防护体系，较大幅度地提高了炭／炭材料的抗氧化性能，实现了在改性剂添加量2％-3％的情况下，炭／炭材料氧化失重率下降超过80％，在1100℃小情况下，材料氧化失重小于5％的良好效果。