高德贵，吴雪云，任钦益，林楚楚，石小丽，朱新生，

(1.苏州大学非织造材料工程系，江苏 苏州 215021；2.南通纺织丝绸产业技术研究院，江苏 南通 226004；3.苏州大学材料与化学化工部，江苏 苏州 215223)

煤是植物残骸在适宜的地质环境下而形成的有机生物岩石。煤中有机质主要有碳、氢、氧、氮和硫等元素组成。有机氧主要以羧基、羟基、羰基和醚键等形式存在，氮主要以六元杂环吡啶环或喹啉环形式存在。根据煤化度的不同，分为褐煤、烟煤和无烟煤。随着煤化度的提高，煤中芳香微晶含量显著增加，无烟煤的堆砌层数为5～7层，每层的环数甚至高达12个苯环。隔绝空气加热处理后炭化无烟煤石墨层间距(0.336 3 nm)已经非常接近于纯天然石墨层间距(0.335 0 nm)。不过，煤稠环芳烃层状结构横向尺寸仍较小，且规整差。Painter等[1]推算出煤的吡啶抽提物的玻璃化温度为194 ℃。Thomas等[2]人发现高阶煤在400～500 ℃之间具有一定的塑性，在400 ℃以上，煤中的芳香性晶片和交联结构稳步增长。Yu等[3]得出煤在400～820 ℃之间熔体粘度低至102～104Pa·s。间接表明煤热塑性流动性差。人们[4-6]用增塑剂和烷基化方法以降低煤的粘度和增加流动性。另一方面，Calvo等[7]在烟煤中添加石油沥青促进形成含有各向异性石墨结构多孔炭材料。Bourbigot等[8]将PP-APP/PER膨胀阻燃体系在350 ℃处理，该体系迅速形成膨胀炭化层，并提出膨胀炭化层的化学结构。这种炭化层化学结构与煤化学结构Shinn模型雷同[9]。Sun等人[10]发现无烟煤拉曼光谱结构与Li等人[11]膨胀炭化层结构类同，显示出煤潜在的炭化阻燃作用。

我国煤资源丰富，在探明储量约10 000亿t中，褐煤13%、烟煤75%和无烟煤12%。……