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沥青树脂和炭纤维的复合性能

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.02.003

流化床催化裂化(Fluid catalytic ciracking,FCC)油浆富芳馏份(Fluid catalytic ciracking rich aromatic,FCCRF)与交联剂对苯二甲醇(1,4-benzenedimethanol,PXG)在催化剂对甲基苯磺酸(Para-toluene sulphonic acid,PTS)的作用下,加热至120℃以上,制得的沥青树脂是一种新型的热固性树脂.沥青树脂在一定条件下与炭纤维或炭纤维纸热压成型.成型料在空气中250℃-10h和300℃-2 h热处理后,其热力学性能无明显变化;在强酸、强碱中处理1 h～70h,质量几乎无变化;说明沥青树脂与炭纤维或炭纤维纸的复合材料热稳定性和化学稳定性尚好.沥青树脂与炭纤维或炭纤维纸的复合材料在高纯氮保护下,经950℃～1 000℃热处理后制得炭/炭复合材料,由SEM观察可见炭/炭复合材料无空洞、劈裂,力学性能尚可,断口炭纤维拉出小于10 μm,说明沥青树脂与炭有较强的亲和力,与炭纤维黏合很好.FCC油浆富芳馏份制备的沥青树脂,作为炭/炭复合材料的基质是可行的.

关键词: 沥青树脂 , 复合材料 , 层间剪切强度 , 弯曲强度

大直径中间相沥青纤维纺制时的剪切速率

查庆芳 , 张玉贞 , 吴明铂 , 郭燕生 , 李兆丰

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2001.02.003

考察了大直径中间相沥青纤维熔纺过程中中间相沥青在喷丝板微孔区内的流动特性及剪切速率。随熔纺温度及挤出流量的增加，中间相沥青在喷丝板微孔区内的剪切速率相应增加。熔纺时控制了挤出流量和牵伸速率的良好匹配，获得了丝径均匀的大直径中间相沥青炭单丝。两种中间相沥青在剪切速率和由其纺制获得纤维的离散系数方面的差异，归结为常压与加压齐聚反应后中间相沥青在本性上的差异。

关键词: 中间相沥青 , 熔融纺丝 , 剪切速率 , 离散系数

柱塞式纺丝机的设计

朱星明 , 查庆芳 , 史景利 , 石颖

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2001.03.010

热缩聚沥青在熔融纺丝过程中，系统温度高，物料粘度大，给纺丝带来许多困难，也对纺丝设备提出更高要求，针对实际工作中遇到的问题，设计制造了柱塞式恒流纺丝机，该设备结构简单，维护容易，稳定纺丝时间长。

关键词: 纺丝机 , 柱塞

从煤焦油研制耐热性沥青树脂

魏兴海 , 查庆芳 , 陈荣耀 , 王红艳 , 崔桂忱 , 卫有存

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2000.01.008

煤焦油同交联剂苯甲醛在以对甲苯磺酸为催化剂作用下,按质子催化阳离子型缩聚反应机理,生成具有三芳基甲烷型结构特征B阶沥青树脂.硬化后得到的C阶树脂具有优异的耐热性能,可与合成树脂中最耐热的聚酰亚胺树脂相媲美,且成本低廉,并在高温耐热方面优于聚酰亚胺树脂,是一种有发展前景的耐高温廉价沥青树脂.

关键词: 煤焦油 , 耐热性 , 沥青树脂

不同原料合成COPNA树脂及其黏结性

侯慧玉 , 查庆芳 , 郭燕生 , 杨小军 , 张玉贞

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2005.02.006

以四种不同的油浆为原料,在酸性催化剂存在下,与对苯二甲醇反应,得到四种COPNA树脂.以COPNA树脂、酚醛、环氧树脂为基体,与炭纤维复合,通过模压成型,得到四种不同基体的复合材料.考察并比较了COPNA树脂的软化点、残炭、β树脂含量等黏结性参数以及树脂/炭纤维复合材料的抗冲击强度和层间剪切强度.从大庆油浆得到的COPNA树脂为基体的炭纤维复合材料,表现出的力学性能优于酚醛、环氧树脂,间接证明了COPNA树脂与炭纤维有较强的亲和性.这为COPNA树脂的应用提供了一个很好的方向.

关键词: COPNA树脂 , 黏结剂 , 残炭 , β树脂

石油油浆常压研制泡沫炭

杨小军 , 查庆芳 , 李宏男 , 李学军 , 程相林

新型炭材料

以重油催化裂化(FCC)油浆富芳油为原料,经过热解制备中间相沥青,在常压下制备出孔径为150um～400um的沥青基泡沫,然后在马弗炉中炭化制得泡沫炭.定性考察了沥青分子量分布对沥青泡沫形成的影响,以及其沥青泡沫在空气中,在800℃～1400℃炭化温度范围炭化得到泡沫炭产品的光学微观形态、微晶及密度等的变化情况.发现:热解过程中,沥青分子量分布越宽,最终制得的中间相沥青发泡越不利;沥青泡沫在空气中炭化过程中,随炭化温度升高泡沫形态逐渐变形变大,原来的闭孔结构逐渐被打开,同时产生一些新的小孔.在炭化温度800℃以前,先经历一个微品、闭孔被破坏的过程,其微晶尺寸由2.3 nm减小到1.5 nm,微晶品格层间距由0.3459 nm增加到0.3477nm;800℃后,经历一个微晶生长过程,微晶尺寸由1.5 nm增加到4.2nm,微晶品格层间距由0.3477 nm减小到0.3454nm;在整个炭化过程中,泡沫产品的密度一直呈减小趋势,从原有的0.52g/cm3减小到0.16g/cm3.

关键词: 催化裂化 , 油浆 , 泡沫炭 , 炭化 , 形态

煤系中间相成形过程中的共熔效应

程相林 , 查庆芳 , 李学军 , 杨小军

新型炭材料

煤焦油沥青甲苯可溶物(TS)和废聚苯乙烯(WPS)共炭化生成的中间相沥青,性能得到很大改善.可溶性中间相的质量分数从10%提高到52%,光学结构从中间相体积分数65%的粗镶嵌结构改善为:100%的广域融并体;表观黏度分析显示添加WPS后,中间相沥青从触变性变为非触变性.红外和核磁共振分析表明共炭化过程中发生烷基化反应,出现较多的α亚甲基结构.X射线衍射结果显示在添加WPS后使芳香平面分子取向排列变好.结果表明:共炭化过程中,烷基结构的增多是共熔效应发生的主要原因.

关键词: 煤焦油沥青 , 废聚苯乙烯 , 烷基化 , 共炭化 , 共熔效应

大直径中间相沥青纤维的不熔化处理

吕永根 , 查庆芳 , 吴东 , 范文浩

材料研究学报

用热重分析法研究沥青纤维预氧化过程,确定了氧化反应的最低温度.在低于软化点的温度下预氧化,使不熔化处理由扩散控制变为化学反应控制,有效地改善了氧化均匀性和碳纤维的结构,提高了力学性能

关键词: 中间相 , null , null

石油焦系超级活性炭的孔结构控制

孙新 , 查庆芳 , 郭燕生 , 李兆丰

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2005.03.009

采用KOH活化法从大庆石油焦制得超级活性炭,而后对其进行微孔和中孔的调控.中孔调控采用热处理法,所得超级活性炭的中孔率在85 %以上,比表面积大于1 500 m2/g.同时对热处理后的超级活性炭进行表面硝酸氧化,引入部分含氧官能团.60 min酸处理效果明显,羧基的增加量是20 min酸处理的9倍.处理后的超级活性炭更适合作催化剂载体.微孔的控制采用化学气相炭沉积法(以苯为碳源),所得超级活性炭的微孔率从51 %增加到87 %.对CO2和CH4的分离能力从30 mg/g提升到47 mg/g,具有良好的筛分效果.

关键词: 超级活性炭 , 热处理 , 表面氧化 , 化学气相沉积