煤瀝青改性和其族組分炭化產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、論文采用溶劑分離法將中溫煤瀝青分為甲苯可溶物（TS）、甲苯不溶物（TI）、β樹(shù)脂及喹啉不溶物（QI）四種組分，并將中溫煤瀝青和這四種組分分別炭化，研究了中溫煤瀝青和其族組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)，熱縮聚特征以及炭化產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)。論文以A lC l3為改性劑，通過(guò)催化熱縮聚對(duì)中溫煤瀝青進(jìn)行改性，較系統(tǒng)研究了改性工藝條件對(duì)改性煤瀝青組成及微觀結(jié)構(gòu)的影響。
　　采用傅里葉紅外光譜（FT-IR）研究了中溫煤瀝青和其族組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)組成。研究結(jié)果表明

2、，TS組分的分子量小，其芳烴分子上含有發(fā)達(dá)的側(cè)鏈和側(cè)基；β樹(shù)脂分子芳烴分子上含有的側(cè)鏈和側(cè)基少；QI組分的分子量最大，多為縮合程度較高的稠環(huán)芳烴分子。
　　采用綜合熱分析(TG-DTA）研究了煤瀝青族組分的熱縮聚特征。研究結(jié)果表明：TS組分在較低的溫度98℃左右開(kāi)始失重，分子穩(wěn)定性差，失重率為79.50％；β樹(shù)脂在較高的溫度208℃左右才開(kāi)始失重，失重率為19.2%；QI組分在400℃左右開(kāi)始失重，整個(gè)失重曲線較為平緩，失重率僅為

3、7.06%。
　　采用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡(TEM)和X射線衍射（XRD）研究了中溫煤瀝青和其族組分炭化產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)和性能。研究結(jié)果表明：TS組分炭化產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)以流線型結(jié)構(gòu)為主，同時(shí)有少部分區(qū)域型結(jié)構(gòu)，微晶取向一致，相互平行排列，片層間距較小，一般在0.34～0.35nm之間。TI組分炭化產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)以鑲嵌型和區(qū)域型為主，微晶取向有序性差，在局部發(fā)生彎曲，片層間距較大，一般在0.35nm以上。β樹(shù)脂炭化產(chǎn)物的微觀結(jié)

4、構(gòu)主要流線型結(jié)構(gòu)，QI組分的炭化產(chǎn)物由各向同性的微米級(jí)的微細(xì)粒子組成，微晶取向雜亂，無(wú)方向性，形成了相互交纏的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
　　以A lC l3為改性劑，對(duì)中溫煤瀝青進(jìn)行改性，研究了改性工藝條件對(duì)改性煤瀝青結(jié)構(gòu)組成和性能的影響。研究結(jié)果表明：不同的改性溫度下，改性溫度越高，改性煤瀝青的軟化點(diǎn)和結(jié)焦值越高，特別是改性溫度到了260℃以后，改性煤瀝青的軟化點(diǎn)和結(jié)焦值得到了大幅度的提高；不同改性劑的用量下，隨著改性劑的用量的增加，改性煤瀝

5、青的軟化點(diǎn)和結(jié)焦值升高，在改性劑的用量為6%以后，改性煤瀝青的軟化點(diǎn)和結(jié)焦值增幅下降；不同的改性時(shí)間下，改性時(shí)間越長(zhǎng)，煤瀝青的軟化點(diǎn)和結(jié)焦值越高。
　　采用偏光顯微鏡和掃描電鏡對(duì)不同工藝條件下改性煤瀝青炭化產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)觀察分析，研究結(jié)果表明：隨著改性溫度的升高，改性煤瀝青炭化產(chǎn)物的區(qū)域型結(jié)構(gòu)面積先增加后減少，鑲嵌型結(jié)構(gòu)面積先減少后增加；隨著改性劑的量的增加，改性煤瀝青炭化產(chǎn)物的區(qū)域型結(jié)構(gòu)面積先增加后減少，鑲嵌型結(jié)構(gòu)面積先減少后增

6、加；隨著改性時(shí)間的增加，改性煤瀝青炭化產(chǎn)物的區(qū)域型結(jié)構(gòu)增加，鑲嵌型結(jié)構(gòu)減少。
　　采用綜合熱分析（TG-DTG）對(duì)AlCl3改性劑的用量6%，改性溫度260℃，改性時(shí)間3h的改性煤瀝青和中溫煤瀝青的熱縮聚特征進(jìn)行了對(duì)比研究，結(jié)果表明：中溫煤瀝青的開(kāi)始失重溫度在126℃左右，結(jié)束失重溫度在585℃左右，失重率為60.54%，而改性煤瀝青的開(kāi)始失重溫度在158℃左右，結(jié)束失重溫度在572℃左右，失重率為50.08%，相比之下，改性煤瀝