热聚合改质煤沥青的研究.pdf

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1、热聚合改质煤沥青的研究ThermalPolymerizationofCoalTarPitch领域化学工程研究生冯质壮指导老师陈明鸣副教授企业导师金俊杰高级工程师天津大学化工学院二O一二年十月第一章绪论独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全

2、了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日1摘摘摘要要要中间相沥青是由多种分子量从370～2000的盘状稠环芳烃组成的聚合物。中间相是由中间相液晶过渡到固体半焦的状态。用于制备中间相沥青的原料来源广泛、价格低廉，所制备的中间相性能优异，因此中间相可用来制造许多种类的高级炭材料，如：碳纤维、活性炭、针状焦

3、等。而这些高级炭材料已被广泛应用于日常生活、工业和国防等众多领域且都已发挥着巨大作用。因此开展对中间相沥青的制备方法和应用研究具有重要的理论和实际意义。本文以煤沥青为原料，采用直接热聚合工艺制备出优质中间相沥青，本文研究了热聚合温度及保温时间对中间相沥青族组成及光学组织结构等性能的影响，并对反应机理进行了深入研究，得到了制备中间相沥青的最佳工艺条件。研究表明：在一定条件下，通过热聚合，在低温、长时间或高温、短时间都能制备优质中间相沥青。在360℃、5h条件下制备的中间相球晶较小、分布较分散，而在380℃、4h条件下制备的球晶较大、分布较集中。研究发现：以380℃，恒温4h是制

4、备中间相沥青的最佳反应条件。制备的中间相可作为高级炭材料的优秀前躯体。这为制取高质量的新型炭材料提高了一条新的途径，这对煤炭资源的综合利用具有十分重要的意义。关键词：煤沥青中间相沥青热聚合最佳反应条件2AbstractMesophasepitchiscomposedofvariousflatshapearomatichydrocarbonpolymerwhosemolecularweightscatterfrom370to2000.Carbonaceousmesophaseistheintermediateliquidcrystalphasetransitiontosolid

5、charstate.Owingtolowprice,widerawmaterialsourcesandexcellentperformancemesophasepitchhasbeenusedtomanufacturemanykindsofadvancedcarbonmaterials,suchas:carbonfiber,activatedcarbon,needlecoke.Thesehigh-gradematerialshaveplayedimportantroleindailylife,industryandnationaldefense.Thereforeitissi

6、gnificanttoinvestigatethepreparationandapplicationforexcellentmesophasepitch.Inthispapermesophasepitchwassynthesizedbycoal-tarpitch.Theinfluenceofthermalpolymerizationtemperatureandtimeoncontentandopticalmicrostructurehasbeenstudied.Thereactionmechanismwasinvestigatedandtheoptimumreactionco

7、nditionswereobtained.Theresultsindicatedthat:Undercertainconditions,excellentmesophasepitchcanbesynthesizedwithlowtemperature,longtimeorhightemperature,shorttime.Undertheconditionsof360℃，5h,themesophasespherepreparedbythermalpolymerizationaredispersed,wh