沥青基碳纤维

沥青基碳纤维原料便宜,含碳量高,可制备各种强度和模量的碳纤维,是生产活性炭纤维的优选原料。目前,许多具有较高芳香度的重质油已被用作沥青基碳纤维的原料。一般认为芳香度高的原料较好,但在中间相沥青调制过程中,为了克服大丌键共轭体系结构间相互作用力过强而引起软化点增高从而造成粘度大、不易纺丝的缺点,要求调制中间相沥青碳纤维的原料有一定的含氢量,即在结构中含一定量的环烷烃和脂肪烃结构。

流化催化裂化(FCC)回炼油抽出物中芳烃含量高,相对分子质量分布和芳环分布较为均匀,平均芳环数和H/C原子比适度,是制备中间相沥青碳纤维较好的原料,具有较大的开发价值。李旦等 制备出中间相沥青,用气压式单孔纺丝机熔融纺丝,纺出的沥青纤维轴向有明显的择优定向。

为提高中间相沥青的纯度必须除去油浆中的轻质组分和催化剂颗粒。美国Exxon公司将催化裂化澄清油以烷烃为溶剂脱沥青,脱沥青后的产物主要是4~6元环的稠环芳烃,适合做纺丝沥青原料的是454~488℃ 的馏分,将其在420~450℃热处理2~4 h,可得纺丝沥青,然后进行溶剂分离,分出各向同性沥青和各向异性沥青,各向异性沥青经过热处理后,形成新的中间相沥青 。为选择符合要求的纺丝沥青原料,国内外做了各种尝试。美国Exxon公司用处理过的澄清油为原料制备纺丝沥青,该原料油芳烃含量高,硫含量低(1 ~2.5 ),具有很好的纺丝性;日本NIPPON 石油公司用两种或两种以上的重油混合物为纺丝沥青的原料,这种混合重油是由FCC得到的沸点在200℃以上的重油加入2~10元环的重质芳烃油组成 。国内鞍山热能所、石化科学研究院等也针对FCC澄清油、热裂化渣油进行了纺丝沥青的研究。

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