可纺石油基中间相沥青制备及测试分析
2021-10-22周玉柱刘云芳孙海成康延涛高峰阁
高科技纤维与应用 2021年4期
关键词:结构
周玉柱,刘云芳,孙海成,康延涛,高峰阁
(1.陕西天策新材料科技有限公司,西安 710100;2.北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京 100029)
0 前言
20世纪60年代,Brooks和Taylor对碳质中间相的微观结构和形成机理进行了研究,首次阐明了各向同性沥青向各向异性沥青转化的过程,为制备高性能炭材料奠定了基础。随着研究的不断深入,碳质中间相的形成过程、生长机理及形貌与结构控制等方面都取得了非常大的进展。从20世纪80年代起,中间相沥青的研究取得了重大进展,几种调制中间相沥青的新工艺被开发出来,例如美国UCC公司(现称Amoco公司)的一步热缩聚法、美国Exxon公司的新中间相法、日本九州工业试验所的预中间相法、日本群马大学的潜在中间相法等。国内天津大学、北京化工大学和中科院山西煤化所等单位在中间相沥青领域都做出了大量的工作,取得可喜的进展,但在稳定化制备及工程化过程中还有很多难题有待进一步解决,如原料指标控制、精制提纯、脱硫脱灰及收率等问题[1-7]。
中间相沥青各向异性的特点使其成为许多功能碳材料的优质前驱体,在高新材料领域得到越来越多的重视。由于中间相沥青的结构和后处理条件决定着所制碳材料的结构与性能,因此控制中间相沥青的形成及其向碳材料转化过程中的结构发展是十分必要的。石油系中间相沥青原料中有较规整的晶相结构和较大的片层状芳环分子,形成碳纤维后,其中的片层状大分子在石墨化后得到的石墨网格平面也较大,这意味着在同一平面中能互相关联的碳原子排列整齐。……
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