中间相

３８８

材料导报２００８年５月第２２卷专辑Ｘ

不同组分煤沥青中间相形成过程及炭结构分析＊，

昊书锋，刘建军，邹武，程文

（西安航天复合材料研究所，西安７１００２５）

摘要

采用热台偏光显微镜对２种组分不同的煤沥青升温至５５０℃的中间相的形成过程进行观察。结果表

明：２种煤沥青中间相的形成过程存在差别，原生喹啉不溶物（ＰＱＩ）对中间相的形成有明显的影响。ＰＱＩ控制着中间相小球的成核，而且控制着中问相小球的融并。高ＰＱＩ煤沥青中问相的形成有成核、长大、融并的过程，到５５０＇Ｃ左右

时复球解体形成域型结构和镶嵌型结构并存的沥青炭。低ＰＱＩ煤沥青在升温初期没有发现中间相小球，随着温度的

升高，在熔融沥青边缘处迅速出现沟槽状结构，并迅速扩展至整个平面，形成流线型沥青炭结构。

关键词

中间相热台偏光显微镜煤沥青喹啉不溶物

Ａｎａｌｙｓｉｓ

ｏｆ

Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ

Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆ

Ｍｅｓｏｐｈａｓｅ

Ｓｐｈｅｒｅｓ

ａｎｄＰｉｔｃｈ－ｄｅｒｉｖｅｄ

ＣａｒｂｏｎｏｆＣｏａｌ—ｔａｒＰｉｔｃｈｗｉｔｈＤｉｆｆｅｒｅｎｔＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓ

ＷＵ

Ｓｈｕｆｅｎｇ，ＬＩＵ

Ｊｉａｎｊｕｎ，ＺＯＵ

Ｗｕ，ＣＨＥＮＧＷｅｎ

（Ｘｉ’ａｎ

Ａｅｒｏｓｐａｃｅ

Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ７１００２５）

Ａｂｓｔｒａｃｔ

ｓｔａｇｅ．ａｎｄ

Ｔｗｏ

ｋｉｎｄｓｃｏａｌ－ｔａｒ

ｐｉｔｃｈ

ｗｈｉｃｈ

ｈａｖｅ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

ｐｒｉｍａｒｙＱＩ

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ｔＯ

５５０℃ｉｎｈｏｔ－

ｔｈｅ

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ｂｅｈａｖｉｏｒｂｅｔｗｅｅｎｃｏＭ－ｔａｒ

ｐｉｔｃｈｅｓ．Ｔ１１ｅＰＱＩ

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ｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ｃｏａｌ－ｔａｒｐｉｔｃｈ，ｑｕｉｎｏｌｉｎｅｉｎｓ欧莱雅复颜抗皱 ｏｌｕｂｌｅｓ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ

Ｏ引言

煤沥青是一种结构和组成非常复杂的混合物，确切成分目

前还不清楚，但其基本组成单元是单环芳烃、多元芳烃、稠环芳

烃及其衍生物。煤沥青具有资源丰富、价格低廉、含碳量高、流

动性好、易石墨化等特点［１］。１９６５年Ｂｒｏｏｋｓ等发现在沥青液

相炭化过程中出现一种以缩合稠环芳香族结构为主体的液晶状

态，极大地丰富了液相炭化的内容，这种液晶状的物质通常称之

为中间相（Ｍｅｓｏｐｈａｓｅ）。煤沥青炭化过程中中间相的形成一般

包括３个基本阶段：产生（成核）、成长、融并Ｃｚ～４］。中间相织构

及其发达程度决定高温处理后炭材料的石墨化度，从而影响着

炭制品的各项性能。因此研究沥青液相炭化过程、控制中间相

的形成很重要。从２０世纪６０年代就开始研究ＱＩ含量对中间

相形成的影响。Ｂｒｏｏｋｓ等［２］发现ＱＩ含量较多的煤沥青往往小

尺寸中间相小球的产率更高。Ｂｈａｔｉａ等［５］报道随着ＰＱＩ含量的增加，中间相小球的半径下降，由此说明ＰＱＩ抑制着中间相的

＊９７３项目（２００６ＣＢ６００９０２）

长大或者融并。Ｒｏｍｏｖａｃｅｋ等［６］的实验结果也证明ＰＱＩ的存

在抑制了中间相的融并。另一方面，ＳｔａｄｅｌｈｏｆｅｒＥ７］指出增加

ＰＱＩ含量对中间相收率不会或者很少有增加作用。基于以上各

种观点，很难说出ＰＱＩ对中间相的产生有怎样的影响，即ＰＱＩ

怎样影响中间相小球的产生、长大和融并的各个过程。本研究

选用两种族组成不同的煤沥青，采用热台偏光显微镜对两种沥

青浸渍剂由室温至５５０℃的炭化过程进行时时跟踪、观察，以期

得到ＰＱＩ对煤沥青炭化过程中中间相形成的影响，为制备符合使用要求的炭材料提供理论依据。

１

１．１

实验

原材料

选用制备炭／炭复合材料有代表性的２种沥青：高温煤沥青

（Ａ）和浸渍剂沥青（Ｂ），其性能参数见表１。表１中ＳＰ为软化

点，ＱＩ为喹啉不溶物，ＴＳ为甲苯可溶物，ＴＩ为甲苯不溶物，ＱＳ为喹啉可溶物。

吴书锋：男，１９７７年生，硕士研究生，从事沥青基炭／炭复合材料的研究Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈｕｆｅｎｇｗｕ０９０９＠１２６．ｃｏｒｎ

不同组分煤沥青中间相形成过程及炭结构分析／吴书锋等

３８９

表１煤沥青的性能参数

Ｔａｂｌｅ１

Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ

ｏｆｔｈｅｃｏａｌ－ｔａｒｐｉｔｃｈ

ＳａｍｐｌｅＳＰ／＇Ｃ

ＱＩ／％ＴＳ／％ＴＩ－ＱＳ／％Ａｓｈ／％Ｃｏｋｅｙｉｅｌｄ／％

１．２煤沥青加热过程

取微量煤沥青放在热台装置中，１００ｍＬ／ｍｉｎ

Ｎｚ惰性气流

保护，以１０＂Ｃ／ｍｉｎ的升温速率由室温升至５５０＂Ｃ对试样进行加

热，采用Ａｘｉｏｖｉｓｉｏｎ

Ｃａｍ

ＭＲＬ５型偏光显微镜用５００倍放大倍数对试样热处理过程进行实时跟踪、观察并拍照片。

２

中间相小球形成过程观察与分析

中间相是在熔融的沥青中生成的，其生成是一种相转化过

程，即各向同性相向各向异性相的转化。中间相形成过程可用图１来表示‘８，…。

鳓埔固焉

图１

中间相形成和发展的传统解释示意图Ｃ８，９］

Ｆｉｇ．１

Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ

ｏｎ

ｃａｒｂｏｎａｃｅｏｕｓ

ｍｅｓｏｐｈａｓｅ

ｆｏｒｍａｔｉｏｎ

ａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＴＭ９］

煤沥青中间相一般出现在６２０８００Ｋ之间［１…。在该温度

区间，煤沥青各组分的分子将发生分解、聚合和芳构化等一系列

化学反应，形成热力学稳定的多核芳香平面状大分子，其芳环数

为几个到几十个不等。中间相的形成必须满足两个条件：①平

面芳烃分子足够大，以保持分子间强大的作用力，这是组成分子

有序排列的原动力；②体系维持在一个合适的粘度范围，保证分

子能够自由移动，这是中间相形成的外部条件。因此，在中间相

形成过程中需要控制好温度和时间，以控制反应速率和体系粘

度。本实验发现：炭化反应系统的粘度随体系温度的上升而降

低，随着一些小分子挥发份的逸出，构成成分的缩聚又开始增

大。沥青Ａ在３４０℃附近反应系统中就出现如图２（ａ）所示的球

晶，且中间相小球的大小几乎一致，分散均匀。随着温度的升

高，中间相小球数量和尺寸随着温度的升高而变化，数看轻 量逐渐增

多且半径越来越大，当温度为４００’Ｃ时，其中间相小球的数量几乎不再增多，尺寸也无明显的变化，为５～１０Ｎｎ，如图２（Ｏ所示。

沥青Ｂ升温过程中与沥青Ａ出现的现象明显不同。沥青

Ｂ

８０℃左右开始熔融，温度在２８０～３００℃时流动性能最好，在

３４０～４５０℃之间没有中间相小球的出现，直到４８０℃时才观察

到有少量的很小的似液晶的亮点出现。原因是：煤沥青Ｂ由于

极低的ＱＩ含量，在炭化初始阶段没有中间相小球形成所需要

的小核。从这一现象可以看出沥青中ＱＩ含量对中间相小球的

产生和长大起很重要的作用。研究表明ＱＩ的加入会使中间相

的转化活化能和指前因子减少。从表１可以看出：两沥青的ＱＩ

含量差别很大，Ａ为７．３１％，而Ｂ只有０．０２％。中间相形成初

期要先形成亚微米的球核，由于ＱＩ（至少一部分ＱＩ）的尺寸和性质类似于这些核物质Ｄ１，１２］，因此，成核过程中会把这些ＱＩ充

当中间相形成的核；另一方面，ＱＩ充当核物质也符合中间相形

成时体系能量降低的要求ｎ“，从而增加了中间相在形成初期的

球体数量ＦｌＺ］。许斌［１４］的研究也表明，煤沥青原料中的微米级

炭粒（原生０１）将对煤沥青芳烃分子的聚合产生促进作用，即芳

烃分子以这些微米级炭粒为核心快速聚合长大，数量众多的原

生ＱＩ杂质起到了“催化剂粒子”的作用，从而加快了煤沥青的

热聚合速率。而沥青Ｂ随着温度的升高，在反应系统中原生ＱＩ

以外的其他芳烃会缩聚而产生一定数量的相对分子质量更大的

芳烃聚合物次生ＱＩ，其为非硬质颗粒，大小为１～１００肛ｍ，因此，次生的Ｑ１颗粒此时充当了中间相小球成核所必需的核子。

图２煤沥青Ａ热处理中中间相小球成核、长大、融并过程

Ｆｉｇ．２

Ｔｈｅ

ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ

ｏｆ

ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ。ｇｒｏｗｔｈ

ａｎｄｃｏａｌｅｓｃｅｏｆ

ｃａｒｂｏｎａｃｅｏｕｓ

ｍｅｓｏｐｈａｓｅｏｆ

ａ

ｃｏａｌ－ｔａｒ

ｐｉｔｃｈ

ｄｕ咄唱ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ

当温度达到４３０℃时中间相小球不断吸附周围母液中的大

分子而长大，但最大尺寸为２０舯左右时不再增大。这是因为

球体长到一定程度后，球体表面覆盖的一次ＱＩ微粒抑制了球

体间的相互融并。Ｇｒａｎｄａ等［１５］的研究表明，在煤沥青的炭化过

程中，原生ＱＩ粒子会附着在中间相小球的表面，从而阻碍了中

间相小球的融并，因此ＱＩ粒子的存在降低了沥青炭微观结构

的有序性。随着温度的进一步升高，沥青Ａ热缩聚反应剧烈，

体系粘度增加迅速，不能充分满足中间相小球生成、成长、融并

等一系列自组装过程所需的低粘度要求，反应生成的中间相小

球体仅经过有限程度的成长和融并后即迅速固化形成域型和镶嵌型结构，如图２（ｇ）、（ｈ）所示。沥青Ｂ的炭化初期没有观察到

３９０

材料导报２００８年５月第２２卷专辑Ｘ

有明显的中间相小球出现。随着温度的升高会产生一定数量的

次生ＱＩ，数量少，且很小，因此观察不到明显的中间相小球的成

长过程。但沥青Ｂ热稳定性较好，化学反应活性低，热解过程

中体系提供了一个适宜的粘度环境，分子间有足够长的时间进

行迁移、重新排列，不断叠合成中间相小球，有利于中间相小球

成长、融并。沥青Ｂ的ＱＩ含量极低，尽管有热聚合过程中生成

的次生ＱＩ充当核子，但数量有限，由于边界效应，由图３（ｂ）、

（ｃ）可以发现，炭化体系中，在４９０℃附近从边缘处开始有沟槽

状结构出现，然后迅速向体系内部延伸，在极短的时间内形成大

片的流线型结构沥青炭。流线型结构沥青炭是一种取向性好的

组织结构。报道［１６１称，随着ＱＩ含量的增加，沥青炭中小尺寸的

晶体结构（镶嵌状结构）也随之增加。本研究与上述报道的结论

是吻合的，低ＱＩ含量煤沥青炭化有利于形成各向异性优异的流线型结构沥青炭。

分能调节整个系统粘度，起溶剂作用。徐珊［１７］研究表明，Ｂ树脂

含量在３３％～８３．５％都非常有利于取向性好的流线型结构生

成。从表１可见，沥青Ａ的Ｂ树脂含量为２８．２０％，而沥青Ｂ的

为３５．６０％，生成流线型结构沥青炭的能力最强，沥青Ａ生成流

线型结构沥青炭的能力稍弱。从８树脂含量角度也可以说明２

种煤沥青微观结构的显著差别，这与我们本次的试验结果也是

吻合的。另外，中间相的转化与沥青的结构也有关［１引，若侧链

较多，则反应活性大，中间相转化速率大，粘度很快增大，不利于

中间相的融并，形成域型组织，各向异性程度较低；若环烷烃结

构较多，则氢转移作用加深，使生成的中间相小球易于长大而融并，有利于中间相转化。

３结论

采用热台偏光显微镜对浸渍剂煤沥青中间相的形成过程进

行实时跟踪、观察，发现煤沥青中ＰＱＩ含量对中间相小球的成核、长大和融并有影响。

（１）随着ＰＱＩ含量的增加，－中间相小球产生数量的速率明显增加，中间相小球融并的速率受ＱＩ抑制；

（２）在含有ＰＱＩ的煤沥青中，中间相小球的融并受抑制直

到中间相小球产生终止，然而在不含ＰＱＩ的煤沥青中，中间相小球的融并与小球的产生同时进行；

（３）含有ＰＱＩ的煤沥青中间相小球产生的时间比无ＰＱＩ煤沥青长几个数量级；

（４）沥青中的口树脂和ＴＳ组分也会对沥青炭的微观结构产生影响。

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图３沥青Ｂ热处理中中间相小球的成核、长大、融并过程

．Ｆ嘻３

１３

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１５１６

ｅａｒｂｏ衄ｃｅｏｕｓⅡｍｓｏｐｈａｓｅ

ｃ０小ｔ盯ｐｉｔｃｈ

ｄｕｒｉｎｇ

ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ

除ＱＩ组分外，口树脂和ＴＳ组分也会对沥青炭的微观结构

产生影响。ｐ树脂的化学组成与中间相相近，Ｎ此ＮＩ；Ｉ把Ｂ树

脂看作中间相的前驱体，Ｂ树脂含量关系到中间相小球生成、成

长、融并。ｐ树脂没下巴 的合适含量有利于生成流线型结构，但８树脂过高会增加系统粘度，不利于中间相小球的成长和融并。ＴＳ组

Ｇｒａｎｄａ

Ｅ，Ｃａｓａｌ

Ｊ，Ｂｅｒｍｅｊｏ，ｅｔａ１．Ｃａｒｂｏｎ，２００１，３９：４８３

ＦｉｇｕｅｉｒａｓＡ，ｅｔ

ａＬＣａｒｂｏｎ，１９９８，３６（７—８）：８８３

１７徐姗．煤沥青组分炭化性的研究［Ｃ］．中国金属学会炭素材

料专业委员会第１４届学术交流会会议论文，１９９９．１５５１８商红岩，查庆芳，钱树安，等．新型炭材料，１９９９，１４（２）：３７

不同组分煤沥青中间相形成过程及炭结构分析

作者：

作者单位：

刊名：

英文刊名：

年，卷(期)：被引用次数：

吴书锋，刘建军，邹武，程文，WUShufeng，LIUJianjun，ZOUWu，CHENGWen

西安航天复合材料研究所,西安,710025材料导报

MATERIALSREVIEW

2008，22(z1)0次

osPD

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GH

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GH

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maR

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G

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R

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hoferJW

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8.王成扬

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9.王成扬.姜卉.李鹏

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新型炭材料2000(04)

maR

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11.李同起.王成扬.郑嘉明

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12.李同起.王成扬.刘秀军

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14.许斌

高性能炭材料生产用煤沥青的研究2002

o

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rasA

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17.徐姗

煤沥青组分炭化性的研究[会议论文]1999

18.商红岩.查庆芳.钱树安

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新型炭材料1999(02)

1.学位论文

兰翔

催化裂化油浆性质、组成及结构与中间相生成的关系研究

2001

该文比较系统地研究了大庆、辽河两种不同基属原油的催化裂化油浆的性质、组成及结构与中间相生成的关系.采用超临界流体萃取分馏的方法将油

浆分离成窄馏分.在研究了油浆及其窄馏分的各项理化性质的基础上,采用采用液相柱色谱、质谱、核磁共振波谱和X射线光电子能谱等近代仪器分析方法

,研究了油浆及其窄馏分的族组成、化合物类型和平均分子结构;利用热台偏光显微镜观察油浆及其窄馏分的中间相生成情况,并得出中间相生成与油浆的性质、组成及结构的关系.

2.期刊论文

吴书锋.刘建军.邹武.程文.en

高性能炭材料用沥青浸渍

剂中间相形成过程分析

-炭素技术2008,27(2)

采用热台偏光显微镜对两种族组分不同的煤沥青升温至550℃进行观察.结果表明,族组分不同,中间相形成过程存在差别,原生喹啉不溶物(PQI)对中

间相的形成有明显的影响.PQI对煤沥青芳烃分子的聚合产生促进作用,即芳烃分子以这些微米级炭粒为核心快速聚合长大,数量众多的原生QI杂质起到了

"催化剂粒子"的作用,表现出QI引发的中间相小球成核、生长、融并的渐变的相变特征;当QI的影响基本消除后,沥青按边界引发热致饱和瞬态相变机制形成中间相.

3.期刊论文

张怀平.刘春林.吕春祥.李开喜.凌立成.-xi.

LINGLi-cheng

空气氧化法制备的煤焦油沥青的性质研究

-新型炭材料2000,15(3)

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.将氧化沥青进一步在400

℃,N2保护下停留60mim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间相小球产生,且随着煤焦油氧化程度

加深,所得沥青在后续热解过程中生成的中间相熔并尺寸减小.表明空气吹扫氧化虽可促进脱氢缩合反应进行,但对中间相发展有抑制作用.因此,可通过控制煤焦油的氧化程度制取不同中间相含量及组织结构的沥青.

4.学位论文

黄爱华

促进煤沥青碳质中间相有序化生长的研究

2008

本课题以煤沥青为原料，通过在原料中添加高分子添加剂、调配原料QI含量和改变反应器结构三种途径进行热转化反应，以考察原料组成及体系条

件对碳质中间相有序化生长的影响作用。试验分别分析了热转化反应过程中样品组成和性质变化，同时采用偏微笑生活 光显微镜(OM)观察样品的形貌变化。另一

方面，试验通过热台原位观察对比了煤沥青和FCC油浆中间相转化过程的差异，进一步研究了体系粘度和气流对中间相有序化生长的影响。最后通过煅烧试验深入考察和比较了高度有序性中间相焦的性质，为产业化应用提供了重要的理论基础。研究结果表明：

煤沥青原料中添加一定量的SEBS能促进有序中间相的发展，且随着添加量的增ppt插入文字 加，中间相有序度增加。在热转化反应前期，SEBS会降低原料体系原

生喹啉不溶物的含量和反应体系粘度，促进中间相球体的生长、融并。恒温反应后期，通过SEBS与沥青分子间的接枝与交联反应易生成流线形中间相体。

少量的喹啉不溶物不会阻碍中间相有序化的发展，反而促进中间相微晶的形成。在热转化反应过程中，QI含量高的原料容易生成镶嵌结构的中间相

体；而低QI物料能生成较好的大区域中间相体，域结构的中间相体在内部裂解气流的作用下容易生成有序性中间相半焦。煅烧和石墨化处理后，含高QI原料生成的样品为轴状、短纤维、层片松散的石墨化焦；而低QI原料生成的样品经过高温处理后呈片层紧密、有序性强的细纤维结构。

煤沥青采用变径管式反应器进行热转化反应时，中段样品能生成有序的体中间相。中段管内径的改变增强了体系内的气流导向作用，气流引导并促

进了大区域中间相沿一定的方向形成有序的体中间相。热台原位观察发现，粘度适中和一定的气流导向能够促进有序中间相的发展，进一步证实了变径管式反应器的作用原理。

和国内外针状焦样品相比，实验室煅烧焦在所比较的特征参数方面达到和超过了现有商品样品。

5.期刊论文

何蓉.万明球.陆立明.朱章兴

热分析技术在LC,LCP及LCD中的应用

-现代科学仪器2001,""(4)

液晶(LC)和液晶高分子(LCP)通常是指在一定温度范围内呈现介于固相和液相之间的中间相的有机化合物.在这中间相,它既具有液体又具有晶体的特

性;其颜色和透明度可随外界条件(如温度,电场,磁场,吸附气体等)变化而变化.LC和LCP这些不寻常的性质已经在液晶显示材料(LCD)中得到了广泛的实

际应用,是近十几年来高分子材料研究的热点.而热分析技术是通过测试材料随温度或时间而变化的物理和化学性能来对其进行表征的一系列技术.由此可

见热分析技术是进行LC,LCP和LCD研究和质量控制必不可缺的基本手段之一,其应用也愈来愈广泛和深入.1DSC的应用

DSC是在程序控制温度下,测量输入到物质和参比物的热流差与温度(时间)关系的一种技术.由于DSC不仅能准确测定LC,LCP和LCD的相变温度、结晶温度、

熔融温度和玻璃化转变温度;而且能定量地量热,测定各种热力学参数(如热焓熵和比热)和动力学参数,而灵敏度高和工作温度可以很低,因此DSC在

LC,LCP,LCD中的研制和生产中的应用是最广泛的.1.1液晶的相变

由于LC,LCP,LCD具有复杂的中间相,其相变过程也很复杂,并且有些相变过程的热效应也很小,属于微弱的一级相变,因此对DSC的灵敏度和量热的准确性

提出了很高的要求.否则有些相变过程就会因测量不到而被忽略.METTLER-TOLEDO公司的DSC822e结合了静态量热计量热准确和DSC技术少量快速的优点

,采用独特的卡尔文热电堆热流传感器,具有比同类产品高得多的检测灵敏度和准确性(见图1,图中的液晶样品在冷却曲线上中间相的焓变和温度范围都

很小,但经信号放大后能清晰可见),该仪器的信号时间常数短,分峰能力强,噪声低.并且配合该公司的FP84热台偏光显微镜的使用是表征LC,LCP,LCD相变的最简单有效的方法.

6.期刊论文

王显炎.查庆芳.g-fang

大庆FCC油浆富芳馏分制备中间相沥青及其性能

-浙江

化工2007,38(10)

经分析考察可知,FCC油浆经糠醛多级溶剂抽提后所得的富芳馏分(FCCRF)有着作为中间相沥青原料的优秀性能,从热台显微镜可以明显地看到最终形

成的中间相呈广域流线型大融并体,且粘度较低,流动性能好,可溶性强,是纺制炭纤维的优质中间相体.实验考察了以FCCRF为原料用热处理的方法制备中

间相沥青,测试了其可纺性能,结果表明以FCCRF油浆为原料所制得的中间相沥青呈大融并体状,软化点低,其粘温曲线中存在较大的平稳流动区域,可纺性能好.

7.会议论文

肖春.吴书锋.张玲.邹武.程文.李飞

添加锆元素对煤沥青中间相形成过程的影响

2008

为了了解沥青中添加异类元素对沥青中间相形成过程的影响,以浸渍剂沥青为基础沥青,采用热缩聚反应,向基础沥青中添加锆元素,制备了一种含锆

沥青。通过热台偏光显微镜对基础沥青和含锆沥青在RT～600℃的热解过程进行观察。结果表明,添加锆元素后,煤沥青的中间相形成过程存在较大差别。基础沥青最终形成的炭结构为流线型褶皱结构,含锆沥青的炭结构形式为四周褶皱而中部平整。

8.期刊论文

刘春林.凌立成.刘朗.徐春明.王仁安

大港常压渣油超临界萃取馏分制备中间相沥青的研究

-石油学报

(石油加工)2002,18(2)

采用超临界技术萃取分离大港常压渣油,可有效的脱除一些喹啉不溶物和固体杂质,且获得相对分子质量分布窄、反应性均一的组分.该组分经加压缩

聚,不仅提高炭化收率,还可进一步改善性能,为制备高性能炭材料提供有效的途径.通过元素分析、族组成分析和核磁共振等手段对原料的组成、结构进

行了表征,并借助于热台偏光显微镜技术考察了所得中间相沥青液相炭化过程中的中间相转化行为.结果表明,体系中合理的脂肪侧链及环烷烃含量和相对分子质量分布是保证中间相良好发展的必要条件.

9.会议论文

黄啟忠.鞏前明.張福動.黃伯雲.陳騰飛

兩種浸漬用瀝青的性能淺析

2000

针对二种普通工业沥青，采用热台显微镜、光学金相显微镜、高温粘度计、扫描电镜(SEM)、X光衍射仪等观察检测手段，对太钢沥青和武钢沥青的

软化点、元素组成、族组成、流变性、炭收率、焦炭形貌及石墨化等进行了初步分析.结果表明:作爲C/C复合材料浸渍法生産的原料，相同处理条件下，太钢沥青更易形成中间相，産碳率更高，但其所形成焦炭的石墨化性能稍差，结构更复杂.

10.学位论文

吕永根

中间相炭微球的制备及应用研究

1998

该论文以煤焦油为主要原料采用聚合法制备中间相炭微球.一.该论文首先选用几种典型原料如:原煤焦油CT0、净化煤焦油CT1和萘沥青NP,在热台显

微镜下观察其中间相转化行为,并在常压下聚合后用吡啶萃取分离;二.从容易分离的目的出发,采用粘度很低的煤焦油为原料,在密闭反应器中聚合.论文

着重考察了煤焦油加压聚合过程中一次吡啶不溶物含量、聚合温度和时间对中间相炭微球收率、球径以及球径分布、球形度、微晶参数等的影响;三.将

中间相小球的生长动力学模型描述为:北京冬季奥运会 原料分子反应生成可形成中间相分子,达到一定浓度后从母液中析出进入中间相.综合以上结果得出中间相炭微球的

收率及球径生长动力学方程;四.用萘沥青加压聚合时,由于萘沥青粘度很低,分子平面性好,又不含有一次吡啶不溶物固体微粒,因而在聚合过程中产生的

中间相极易融并;五.高密度各向同性炭在航空航天,冶金及和石墨方面有着不可替代的作用,中间相炭微球直接模压煅烧即可获得密度和强度都比较高的

炭石墨材料.该论文利用煤焦油加压聚合所制备的中间相炭微球为原料制备了自烧结炭-石墨材料,并考察了成型压力、烧结温度和升温速度、中间相炭微

球的球径及一次吡啶不溶物含量对最终炭材料的密度和烧结过程中的体积收缩率的影响;六.该论文用KOH对中间相炭微球进行了活化,尽管活化机理尚不十分清楚,然而碱炭比、活化温度和活化时间对比表面积和孔结构都显著的影响.

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