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用中温煤沥青制备含碳耐火材料用中间相沥青的研究

李士强  
【摘要】: 本论文的研究是以中温煤沥青为原料,采用热聚合-溶剂抽提法制得了含碳耐火材料结合剂用中间相沥青,并对制备工艺进行了系统研究,得到了该方法制备中间相沥青的最佳工艺参数,同时借助红外光谱(FT-IR)分析、热重(TGA)分析、元素分析等分析手段分析了原料中温煤沥青,热聚合沥青,制得的中间相沥青及国外开发的同类产品的结构与性能,利用扫描电子显微镜(SEM)与偏光显微镜观察分析了制得的中间相沥青与国外开发的同类产品的微观结构及其炭化后的微观结构。对国外开发的环保型液态沥青进行了初步分析并在此基础上对液态沥青结合剂的制备方面进行了有益的尝试。 研究表明,热聚合工艺参数直接影响热聚合产物的结焦值和中间相沥青的产率,随着热聚合温度的升高和时间延长,热聚合沥青的残炭率在一定范围内呈上升趋势,中间相产率也不断增加。最佳热聚合工艺条件为,升温速率3.5℃/min,反应温度440℃,反应时间10h。FT-IR分析和元素分析表明制备的中间相沥青与国外新型结合剂在化学组成上具有一致性;元素分析表明两者具有相似的C/H值;TGA分析表明两者相近的热失重温度区间和失重率;显微结构分析表明两者微观结构上的一致性;SEM照片显示两者的炭化结构都为层带状叠合结构;由于制备方法的不同,从偏光显微照片可以看出两者的炭化结构存在的差别。利用市售溶剂和制得的固态中间相沥青混合尝试制备了环保型液态沥青,对制备的液态沥青的粘度分析表明,S-2000C型环保溶剂具有相对较强的溶解能力,溶剂助剂如增塑剂、增溶剂、增粘剂的选择将是制备液态结合剂的关键。


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