高性能炭材料生产用煤沥青的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第l5卷第2期炭材料科学与工艺Vo1．15No．22005年6月CARBONMATERIALSSCIENCEANDTECHNOLOGYJune．2o05高性能炭材料生产用煤沥青的研究许斌，李铁虎2(1．武汉科技大学，湖北武汉，430081；2．西北工业大学，陕西西安，710072)摘要研究了软化点在评价煤沥青聚合程度中的作用；描述了热聚合改质过程中煤沥青热解缩聚行为，分析了中温煤沥青热聚合改质过程中各种沥青组分随热聚合温度和热聚合时间的转变规律，探讨了QI组分影响煤沥青热聚合改质的

2、机理，认为原料煤沥青所含原生QI炭微粒促进了热聚合改质过程中煤沥青芳烃分子的聚合；描述了煤沥青的流变性能及其在炭材料实际生产中的意义，研究了中温沥青和改质沥青高温流变性能的差异，探讨了硬脂酸和油酸对煤沥青的改性作用；分析了煤沥青的热解缩聚特征，研究了升温速率对煤沥青热解缩聚的影响。关键词炭材料；煤沥青；改质；流变性能；热解缩聚随着我国大型铝电解槽和大容量超高功时煤沥青热解缩聚反应的优化控制两方面的率直流电弧炉的发展，对高性能预焙炭阳极和课题，这就需要对煤沥青的流变规律和热解缩超高功率石墨电极提出了更高的质量要求，而聚反应机理加以

3、系统研究，并用于直接指导高这两类高性能炭材料的生产需要优质煤沥青性能炭材料的优化生产和煤沥青粘结剂产品粘结剂¨J，并且我国炭材料生产用粘结剂正开发及其质量的改善。处于由中温煤沥青向高温改质沥青更新过渡1煤沥青热聚合改质机理及其改时期，改质沥青质量的优劣直接影响着炭材料质工艺的优化性能的提高和炭材料产品的更新换代，因此，优质改质煤沥青的生产是目前煤焦油深；~n-r1．1煤沥青改质聚合程度的表征领域面临的重要课题，同时，优质改质煤沥青热聚合改质工艺条件的优化选择以及改的开发也为煤沥青市场的扩展创造了条质沥青产品质量的控制都是通过煤沥

4、青的聚件引。合程度来评价的，利用可快速测定的煤沥青软改质煤沥青粘结剂产品的推广应用涉及化点对煤沥青改质聚合程度进行表征，可有效煤焦油加工和炭材料生产两个交叉领域，目前地评价煤沥青热聚合程度，同时软化点指标与我国普遍采用高温热聚法以中温煤沥青为原其它表征煤沥青聚合程度的方法之间存在着料来生产改质煤沥青，热聚合改质处理过程的关联性。热聚合改质处理过程中煤沥青软化控制直接影响到产品改质煤沥青的质量，对煤点随热聚合时间变化呈线性关系，相对于热聚沥青热聚合改质过程的研究有利于深层次认合时间而言，热聚合温度对煤沥青软化点的影识煤沥青热聚合改

5、质机理，从而为煤焦油加工响更大，在改质热处理工艺中适当提高热聚合时改质煤沥青的优化生产提供依据J。改质温度来有效调节改质沥青软化点，并且充分缩沥青在高性能炭材料生产中的有效使用面临短热聚合时间，从而使生产周期缩短，起到降着混捏成型时煤沥青的流变性能改善和焙烧低改质沥青生产成本的作用。维普资讯http://www.cqvip.com第2期许斌等高性能炭材料生产用煤沥青的研究33具有相同软化点的改质沥青在结构组成生长情况以及改质沥青热聚合程度。热聚合和热解缩聚反应方面存在着一定差异，这是由温度对煤沥青，I'I组分生成影响很大，高温有

6、于煤沥青聚合工艺条件不同所致，因此，煤沥利于煤沥青，I'I的生成，可以通过提高聚合温青的软化点相同并不能反映这些煤沥青的结度来增加改质沥青，I'I组分【6J。构组成相似，评价改质热聚合程度和改质沥青热聚合前期煤沥青喹啉不溶物组分QI增质量需综合考虑其它性能指标。热聚合改质长较慢，而热聚合后期煤沥青QI增长速率明处理过程中煤沥青甲苯不溶物与结焦值和软显加快，并存在一定的转折温度。煤沥青QI化点之间存在一定的线性关系J。与热聚合时间t之间存在着幂指数关系：QI1．2煤沥青改质处理的热解缩聚行为=Ae，改质沥青QI生成速率与原料煤沥青

7、随着热解缩聚反应的进行，煤沥青聚合程的QI含量有关。度均匀提高，改质热处理过程中煤沥青的结焦由于煤沥青在改质热处理过程中，I'I和值与热聚合时间之间存在线性关系，随着热聚QI组分生成不同步，导致煤沥青B树脂变化合温度升高，改质沥青的结焦值明显增大，高无规律，其随热聚合时间变化近似呈二次函数温热聚合更有利于改质沥青缩聚程度及其结关系：B树脂=At2+Bt+C。改质沥青粘焦值的提高，在改质沥青生产中容易对其结焦结剂的B树脂决定着其粘结性能，为了提高值指标加以控制和调节。高温热聚合更有利煤沥青粘结剂的B树脂含量，在热聚合改质于煤沥青缩

8、聚程度的提高和改质沥青结焦值过程中应尽量加快次生，I'I转变速率而同时抑的增大，即高温热聚合有利于煤沥青芳烃分子制次生QI的转变生成。的深度聚合，其聚合速率也相应提高，从而导1．4喹啉不溶物对煤沥青热聚合改质的影响致改质沥青结焦值的增大。原料中温沥青QI含量对煤