探索煤系沥青树脂的合成及其与石墨复合性能的研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文煤系沥青树脂的合成及其与石墨复合性能的研究姓名：李青梅申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：查庆芳20080501摘要本研究工作是以煤焦油沥青为原料，三聚甲醛或对苯二甲醇为交联剂，对甲苯磺酸为催化剂，在150℃下合成B阶沥青树脂。在研究过程中主要考察了交联剂、催化剂、反应时间、反应温度等条件下合成的沥青树脂及其性能；并在同样的实验条件下，将酚醛树脂与沥青树脂进行复配，制得复配树脂；通过IR、1HNMR及热失重的测试分析，初步探讨了B阶沥青树脂CPT-2及复配树脂CPT_8的结构、合成反应机理及其树脂的耐热性；将B阶沥青树脂CPT-2及复

2、配树脂CPT-8与石墨复合，得到不同基体的复合材料，并考察了该复合材料的电阻率、硬度和耐磨性等性能。实验结果表明，采用煤焦油沥青为原料，三聚甲醛占原料的5％，对甲苯磺酸占原料的5％，反应温度150℃，反应时间120min的条件下合成的沥青树脂性能较好，且交联剂、催化剂、反应时间、反应温度等对沥青树脂的性能有一定影响。沥青树脂CPT-2与复配树脂CPT-8易溶于强极性有机溶剂中，而不能溶解于非极性或弱极性有机溶剂中。在实验中测得，复配树脂CPT-8的p树脂含量为25．25％，CPT-2的p树脂含量为11．30％，由于树脂的粘结性能主要由p树脂含量决定，所以可以得出复配树脂C

3、PT-8的粘结性能优于沥青树脂CPT-2的粘结性能。在复合材料中，树脂的含量对复合材料的性能产生影响，复配树脂CPT-8与石墨的复合材料的性能优于沥青树脂CPT-2与石墨的复合材料。从实验中可以看出，复合材料的电阻率范围在300．500“Q·m，硬度较好的能达到34肖氏硬度，己接近先进国家水平。本研究为使用煤沥青进行CoPNA树脂的合成技术开发提供了理论依据，利用沥青树脂与碳材料良好的亲和性，不仅为沥青树脂提供了～个新的应用方向，而且为复合材料的研制提供了一种新型树脂粘结剂。关键词：沥青树脂，石墨，粘结性，复合材料TheStudyonSynthesisofCoalBase

4、dPitchResinandPemrmanceofCompositewithGraphiteLiQingmei(Chemicalthechnology)DirectedbyProf．ZhaQingf：mgAbstractBstagepitchresin(CPT-2)haSbeenmadef如msyntheticreactionundercertaintemperature，in、ⅣhichTPFa11dPXGusedascross—linl(ingagents，p—toluenesul如ricacidascatalystandcoaltarpitchasrawmateri

5、als．Experimentshasbeenca玎iedoutwithVariousoperatingparameters，suchasdi虢rentreactiontemperatllrI：s，dif．ferentreactiontiInes，theratiosoffeedingstocross．1inkingagents，etc．Inthes锄eexperimentalconditions，combinationresins(CPT．8)hasbeenmade行ommemixofpitchresinaIldphenolicresin．Throu曲aJlalysisof

6、IR，1HNMRandwei曲tloss，itcanbel(110啪thestructure，reactionmechanism．heatresistaJlceoftheCPT一2resinandCPT-8resin．Compositematerialhasbeenattainedwithmixingt11eresin锄d铲印hite．Thentherateofresistance，hardnessandwearabilitywerecharacterized．resultsshowthatthebetterconditionsforthesynthesisofpitch

7、resin，whichTPFis5％，PTSis5％，thereactiontemperatureis150℃，thereactiontimeis120min．Andtheseconditionscaninfluenceontheperfo姗anceofpitchresin．Generally，theSoReningpointaJldcokingvalueareincreasingwitlltheincreasingofthereactiontime、temperature、TPForPTS。TheCPT．2andCPl’-8