高性能炭材料生產(chǎn)用煤瀝青的研究

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1、維普資訊http://www.cqvip.com第l5卷第2期炭材料科學(xué)與工藝Vo1．15No．22005年6月CARBONMATERIALSSCIENCEANDTECHNOLOGYJune．2o05高性能炭材料生產(chǎn)用煤瀝青的研究許斌，李鐵虎2(1．武漢科技大學(xué)，湖北武漢，430081；2．西北工業(yè)大學(xué)，陜西西安，710072)摘要研究了軟化點(diǎn)在評(píng)價(jià)煤瀝青聚合程度中的作用；描述了熱聚合改質(zhì)過(guò)程中煤瀝青熱解縮聚行為，分析了中溫煤瀝青熱聚合改質(zhì)過(guò)程中各種瀝青組分隨熱聚合溫度和熱聚合時(shí)間的轉(zhuǎn)變規(guī)律，探討了QI組分影響煤瀝青熱聚合改質(zhì)的

2、機(jī)理，認(rèn)為原料煤瀝青所含原生QI炭微粒促進(jìn)了熱聚合改質(zhì)過(guò)程中煤瀝青芳烴分子的聚合；描述了煤瀝青的流變性能及其在炭材料實(shí)際生產(chǎn)中的意義，研究了中溫瀝青和改質(zhì)瀝青高溫流變性能的差異，探討了硬脂酸和油酸對(duì)煤瀝青的改性作用；分析了煤瀝青的熱解縮聚特征，研究了升溫速率對(duì)煤瀝青熱解縮聚的影響。關(guān)鍵詞炭材料；煤瀝青；改質(zhì)；流變性能；熱解縮聚隨著我國(guó)大型鋁電解槽和大容量超高功時(shí)煤瀝青熱解縮聚反應(yīng)的優(yōu)化控制兩方面的率直流電弧爐的發(fā)展，對(duì)高性能預(yù)焙炭陽(yáng)極和課題，這就需要對(duì)煤瀝青的流變規(guī)律和熱解縮超高功率石墨電極提出了更高的質(zhì)量要求，而聚反應(yīng)機(jī)理加以

3、系統(tǒng)研究，并用于直接指導(dǎo)高這兩類(lèi)高性能炭材料的生產(chǎn)需要優(yōu)質(zhì)煤瀝青性能炭材料的優(yōu)化生產(chǎn)和煤瀝青粘結(jié)劑產(chǎn)品粘結(jié)劑¨J，并且我國(guó)炭材料生產(chǎn)用粘結(jié)劑正開(kāi)發(fā)及其質(zhì)量的改善。處于由中溫煤瀝青向高溫改質(zhì)瀝青更新過(guò)渡1煤瀝青熱聚合改質(zhì)機(jī)理及其改時(shí)期，改質(zhì)瀝青質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著炭材料質(zhì)工藝的優(yōu)化性能的提高和炭材料產(chǎn)品的更新?lián)Q代，因此，優(yōu)質(zhì)改質(zhì)煤瀝青的生產(chǎn)是目前煤焦油深；~n-r1．1煤瀝青改質(zhì)聚合程度的表征領(lǐng)域面臨的重要課題，同時(shí)，優(yōu)質(zhì)改質(zhì)煤瀝青熱聚合改質(zhì)工藝條件的優(yōu)化選擇以及改的開(kāi)發(fā)也為煤瀝青市場(chǎng)的擴(kuò)展創(chuàng)造了條質(zhì)瀝青產(chǎn)品質(zhì)量的控制都是通過(guò)煤瀝

4、青的聚件引。合程度來(lái)評(píng)價(jià)的，利用可快速測(cè)定的煤瀝青軟改質(zhì)煤瀝青粘結(jié)劑產(chǎn)品的推廣應(yīng)用涉及化點(diǎn)對(duì)煤瀝青改質(zhì)聚合程度進(jìn)行表征，可有效煤焦油加工和炭材料生產(chǎn)兩個(gè)交叉領(lǐng)域，目前地評(píng)價(jià)煤瀝青熱聚合程度，同時(shí)軟化點(diǎn)指標(biāo)與我國(guó)普遍采用高溫?zé)峋鄯ㄒ灾袦孛簽r青為原其它表征煤瀝青聚合程度的方法之間存在著料來(lái)生產(chǎn)改質(zhì)煤瀝青，熱聚合改質(zhì)處理過(guò)程的關(guān)聯(lián)性。熱聚合改質(zhì)處理過(guò)程中煤瀝青軟化控制直接影響到產(chǎn)品改質(zhì)煤瀝青的質(zhì)量，對(duì)煤點(diǎn)隨熱聚合時(shí)間變化呈線性關(guān)系，相對(duì)于熱聚瀝青熱聚合改質(zhì)過(guò)程的研究有利于深層次認(rèn)合時(shí)間而言，熱聚合溫度對(duì)煤瀝青軟化點(diǎn)的影識(shí)煤瀝青熱聚合改

5、質(zhì)機(jī)理，從而為煤焦油加工響更大，在改質(zhì)熱處理工藝中適當(dāng)提高熱聚合時(shí)改質(zhì)煤瀝青的優(yōu)化生產(chǎn)提供依據(jù)J。改質(zhì)溫度來(lái)有效調(diào)節(jié)改質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)，并且充分縮瀝青在高性能炭材料生產(chǎn)中的有效使用面臨短熱聚合時(shí)間，從而使生產(chǎn)周期縮短，起到降著混捏成型時(shí)煤瀝青的流變性能改善和焙燒低改質(zhì)瀝青生產(chǎn)成本的作用。維普資訊http://www.cqvip.com第2期許斌等高性能炭材料生產(chǎn)用煤瀝青的研究33具有相同軟化點(diǎn)的改質(zhì)瀝青在結(jié)構(gòu)組成生長(zhǎng)情況以及改質(zhì)瀝青熱聚合程度。熱聚合和熱解縮聚反應(yīng)方面存在著一定差異，這是由溫度對(duì)煤瀝青，I'I組分生成影響很大，高溫有

6、于煤瀝青聚合工藝條件不同所致，因此，煤瀝利于煤瀝青，I'I的生成，可以通過(guò)提高聚合溫青的軟化點(diǎn)相同并不能反映這些煤瀝青的結(jié)度來(lái)增加改質(zhì)瀝青，I'I組分【6J。構(gòu)組成相似，評(píng)價(jià)改質(zhì)熱聚合程度和改質(zhì)瀝青熱聚合前期煤瀝青喹啉不溶物組分QI增質(zhì)量需綜合考慮其它性能指標(biāo)。熱聚合改質(zhì)長(zhǎng)較慢，而熱聚合后期煤瀝青QI增長(zhǎng)速率明處理過(guò)程中煤瀝青甲苯不溶物與結(jié)焦值和軟顯加快，并存在一定的轉(zhuǎn)折溫度。煤瀝青QI化點(diǎn)之間存在一定的線性關(guān)系J。與熱聚合時(shí)間t之間存在著冪指數(shù)關(guān)系：QI1．2煤瀝青改質(zhì)處理的熱解縮聚行為=Ae，改質(zhì)瀝青QI生成速率與原料煤瀝青

7、隨著熱解縮聚反應(yīng)的進(jìn)行，煤瀝青聚合程的QI含量有關(guān)。度均勻提高，改質(zhì)熱處理過(guò)程中煤瀝青的結(jié)焦由于煤瀝青在改質(zhì)熱處理過(guò)程中，I'I和值與熱聚合時(shí)間之間存在線性關(guān)系，隨著熱聚QI組分生成不同步，導(dǎo)致煤瀝青B樹(shù)脂變化合溫度升高，改質(zhì)瀝青的結(jié)焦值明顯增大，高無(wú)規(guī)律，其隨熱聚合時(shí)間變化近似呈二次函數(shù)溫?zé)峋酆细欣诟馁|(zhì)瀝青縮聚程度及其結(jié)關(guān)系：B樹(shù)脂=At2+Bt+C。改質(zhì)瀝青粘焦值的提高，在改質(zhì)瀝青生產(chǎn)中容易對(duì)其結(jié)焦結(jié)劑的B樹(shù)脂決定著其粘結(jié)性能，為了提高值指標(biāo)加以控制和調(diào)節(jié)。高溫?zé)峋酆细欣簽r青粘結(jié)劑的B樹(shù)脂含量，在熱聚合改質(zhì)于煤瀝青縮

8、聚程度的提高和改質(zhì)瀝青結(jié)焦值過(guò)程中應(yīng)盡量加快次生，I'I轉(zhuǎn)變速率而同時(shí)抑的增大，即高溫?zé)峋酆嫌欣诿簽r青芳烴分子制次生QI的轉(zhuǎn)變生成。的深度聚合，其聚合速率也相應(yīng)提高，從而導(dǎo)1．4喹啉不溶物對(duì)煤瀝青熱聚合改質(zhì)的影響致改質(zhì)瀝青結(jié)焦值的增大。原料中溫瀝青QI含量對(duì)煤