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炭素材料用煤沥青(附国家标准测试方法)

文章来源:mobile.28365365.com 发布日期: 2018-06-15 10:07:46    阅读量(180)    作者:

炭素材料用结合剂煤沥青来源于炼焦工业的副产品——煤焦油。煤在高温干馏时,由于热解反应的结果,除了生成焦炭、焦炉煤气以外,每吨入炉干煤还产生30〜45kg煤焦油。煤焦油是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物,绝大部分为带侧链或不带侧链的多环、稠环化合物和含氧、硫、氮的杂环化合物,并含有少量脂肪烃、环烷烃和不饱和烃。煤沥靑是煤焦油蒸馏加工过程中的产物(表1)。

表1煤焦油塔式连续蒸馏所切取的馏分及其产率

煤焦油塔式连续蒸馏所切取的馏分及其产率

煤沥青常温下为黑色固体,无固定熔点。煤沥青是一种复杂的混合物,大多数为三环以上的多环芳烃,还有含氧、氮、硫的杂环化合物和少量高分子碳物质。煤沥青中化合物含量众多,已查明的有70余种。煤沥青的相对分子质量为170〜2000,其元素组成为:C92%〜93%,H3.5%〜4.5%,其余为N、O、S。在研究沥青时,常以不同溶剂将煤沥青进行抽提,分为不同组分。由于所采出的溶剂组合不同,所得到组分也是不同的。经典的方法是用苯和石油醚为溶剂,将煤沥青分离为a、β、γ三种组分。近年来常用的方法则是以甲苯、喹啉作溶剂,得到甲苯不溶物(TI)和喹啉不溶物(QI)。

①α组分是既不溶于苯,又不溶于石油醚的组分。α组分的相对分子质量在800以上。一般认为,α组分没有黏结性,石墨化性能较差,但α组分又是煤沥青焦化后残炭的主体。因此,α组分不宜过多或过少,炭素生产中一般要求煤沥青中α组分的含量为17%〜28%。

②β组分是溶于苯而不溶于石油醚的组分,也称沥青质。β组分是煤沥青中主要的黏结成分,有较好的石墨化性。在炭素生产中,它的含量直接影响炭素制品的密度、强度和电阻率。一般用于炭素生产的煤沥青中β组分含量应达到20%〜35%。

③γ组分为溶于苯和石油醚的组分。它具有较好的流动性和浸润性,但黏结性不如β组分,残炭率低于α和β组分。γ组分主要起到改善沥青流变性的作用,γ组分增加,可以改善糊料塑性,易于成形,但含量过多,会降低沥青炭化后的析焦量。

④甲苯不溶物与α组分性质相近,其测定方法可参照国家标准GB/T26930.5-2011。

⑤喹啉不溶物是沥青中的惰性成分。原生QI会阻碍中间相的成长和发展,因此煤沥青中QI以较少为宜。其测定方法可参照国家标准 GB/T 2293-2008。

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附件1:GBT 26930.5-2011 原铝生产用炭素材料 煤沥青 第5部分:甲苯不溶物含量的测定

附件2:GBT 2293-2008 焦化沥青类产品喹啉不溶物试验方法


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