中间相沥青许斌.pdf

， 蕾， 第 10卷 第 2期 炭 索 科 技 Vo1．10No．2 2000矩 6月 June．2000 中间相沥青 『E ，7．r 6； 、 ／ 许 斌 f 一 (西北工业大学 西安 71007Z) 靠近，分子间在垂直方 向因范德华力和分子偶 l 中间相沥青 极矩而产生缔合，随着反应时间延长和温度升 1．1 中间相沥青的概念 高，缔合分子进一步缩聚，分子间形成短程排 自从澳大利亚 J．D．Brooks和 G．H．Tay- 列，按向列次序开始聚集堆叠。 lot在 6O年代初期发现沥青类物料在液相炭 聚集堆叠的大分子浓度增加到超高临界 化期 间出现液晶状各向异性中间相小球体 以 值时，为了使平行排列的平面分子所形成的新 来 [1]，人们对炭质中间相进行了大量研究。中 相稳定，要求体系表面 自由能最小，因此转化 间相是从液晶学中借用的术语，表示物质介于 为表面积最小的圆球形 ，当这种球晶的大小超 液体和晶体之间的中间状态 ，所谓炭质 中间相 过光学显微镜的分辨能力时，由于其消光性 ， 则是指沥青类有机物料 向固体半焦过渡时的 在偏光显微镜下 ，随着载物台的旋转 ，就会呈 中间液晶状态。 现与各 向同性母体沥青不同的颜色变化。随着 沥青类有机物料加热至 350℃以上时，经 炭化热处理继续进行 ，球晶继续吸收母体中的 过热解反应，轻质组分 以气体形式逸出，残 留 芳烃分子 (主要为称之为 p树脂的苯不溶而喹 物经过脱氢、环化 、芳构化和缩聚等一系列反 啉可溶物 BI—Qs组分)而长大。当两球相接 应，逐步形成分子量大、热力学稳定的多核芳 触时 ，各球体的扁平大分子层面彼此插入，相 烃化合物，这类缩合稠环芳烃化合物呈平面 互融并形成更大的复球 ，经反复融并后形成整 状 。当体系处于液态时，达到某种程度大小的 体中间相，从而制得中间相沥青 ，上述中间相 平面分子形成足够数量后 ，由于热运动而相互 沥青制取的液相炭化途径如图1．1所示Ⅲ。 磊 管一 旦 —专 —彩 +■■_ ■ +■IJt■■ 圈 1．】 中间相生成的液相炭化反应历程 作者茼介：许斌，男，1963年 5月出生，尉教授，工学博士．博士后研究人员．主要从事炭材料研究开发工作 收穑 日期 2Ooo一03—28 第 2期 许斌 中间相沥青 ·15· 中间相沥青中所含可塑性好的球晶可进 原料所制得的不溶和可溶性中间相在密度、元 一 步转化为易石墨化的大面积各向异性炭结 素组成等方面没有太大的区别 ，两者的结构组 构 ，而所含可塑性差的球晶则只能形成小单元 成也无多大差异，仅可溶性中间相的芳烃性略 的各向异性 、大面积的各 向同性的镶嵌组织 ， 低 ，氢含量更高 ，石墨化性能更好 J。 从而决定了中间相沥青的应用方向。 炭质中间相具有液晶的特性，它们在热、 1．2 中间相沥青的结构和性质