沥青树脂.docx

沥青树脂沥青树脂,原料采用乙烯焦油,原料量大并且价格低,所以乙烯焦油沥青树脂具有很大的经济价值。近年来在世界上发展迅速,但由于炭素工业粘结剂仍以煤沥青为主,高性能粘结剂的研究很少,限制了其广泛的应用。炭纤维与树脂作高性能复合材料的研究尚处于低级阶段,炭素技术是与电解铝技术相联系,是在不断变化中,因而必需在技术上有更新与应用,沥青树脂与炭材料良好的亲和性为复合材料提供了一种新型粘结剂。乙烯焦油概况乙烯焦油是重芳烃馏份油,它是裂解原料在蒸汽裂解过程中得到的副产物。如果裂解原料不一样,那么乙烯焦油的产率也会不一样。大部分裂解原料的乙烯焦油产率为10%左右,但是也有的高达20%。2015年我国乙烯裂解产能为1775万吨/年,2016年就不完全统计新增至2074万吨/年,未来5年我国乙烯产能将继续增长。这样每年副产乙烯焦油超过400万吨。并且现在原油重质化,乙烯焦油的产量会越来越高。所以,我国的乙烯焦油资源是十分丰富的。对这一部分资源进行合理的开发具有重大的经济价值。乙烯焦油是裂解原料高温缩合的产物,主要成分是芳香化合物,侧链短,碳氢比高;乙烯焦油中灰分含量很低,几乎不含有重金属等杂原子。裂解原料愈重,乙烯焦油中的芳烃含量愈高。乙烯焦油的馏程范围一般为200℃以上。裂解原料不同,得到的乙烯焦油的组成和性质也不同。目前来说乙烯焦油并没有得到很好的利用,大量的乙烯焦油做燃料油烧掉了。这样既不经济,热值又低,是对资源的不合理利用。而乙烯焦油低的灰分,高的芳烃含量,低的杂质含量等优点适合合成高性能沥青树脂。而目前用乙烯焦油合成沥青树脂,所以对乙烯焦油合成沥青树脂有很高的经济价值。二、沥青树脂沥青树脂是以乙烯焦油为原料经过加热聚合后形成的产物,其杂质含量少、残炭值高、与炭素有极好的亲合性。1、沥青树脂研究生产开发背景随着上世纪六十年代中期开发的液相炭化化学的发展,人们对焦油、沥青等重质烃类的炭化过程,特别是对中间相的结构、物性和形成规律加深了认识,从而可以从分子设计水平来控制炭化产品中类石墨的结构的形成,开拓了以炭纤维为主体的第三代炭材料,创造了一个新的了不起的炭材料新世界,它区别于塑料、橡胶这前两代炭材料的本质特点在于它们都是基于分子科学的观点人工合成的。在八十年代以前,有关炭化的研究主要集中于两部分,从室温到500℃低温炭化制中间相沥青和从1000℃~3000℃的温度范围内的石墨化过程。主要以沥青为原料,用加热处理的方法来获得炭材料。由于这种热化学反应很难控制,所以炭素产品的质量不高,产品的品种也较少。从八十年代开始日本的大谷杉郎教授为解决沥青纤维加热时容易熔化的问题开始对上述两部分的中间领域,即对500℃~1000℃温度范围内的炭化进行研究。他开始探索用容易控制的化学过程来代替不容易控制的热反应,这一中间领域的开发研究工作被着手开展了。由缩合多环芳烃在交联剂及催化剂的作用下,被复杂的连接起来而构成的的这些中间领域的产物,也就是说,这些中间领域的产物是一些具有炭平面早期发达的、缩合多环多核芳香族结构的物质。大谷杉郎教授将具有这些构造的产物称为缩合多环多核芳香族树脂,即沥青树脂。粘结剂的质量优劣对炭材料的结构性能影响很大,所以在炭材料生产工业中,粘结剂起着十分重要的作用。随着日益严格的环保要求和不断提高的炭材料性能指标,还有日益剧烈的国际市场的竞争,这些使得炭材料产品结构的升级换代势在必行,这都对粘结剂的质量提出了更高的要求。在我国炭素工业中多数仍以煤沥青为粘结剂。而煤沥青存在很多不足,例如杂质含量较多、污染较大、残炭较低、与炭素的亲合性较差等。从而煤沥青不能满足对粘结剂越来越高的要求。所以,炭素工业需要一种新型的粘结剂来满足炭材料产品结构的升级换代。COPNA树脂作为炭素工业用粘结剂的研究,不仅可以为树脂优异性能的应用提供一个方向,而且可以为炭素工业提供一种新型高效的粘结剂。沥青树脂具有缩合多环多核的芳香结构,残炭值较高,并且还表现出了与炭素材料极好的亲和性,这些特点正是粘结剂的必备条件。沥青树脂作为一种新型的功能材料,可以改善炭材料的结构与性能。另外,COPNA树脂与炭纤维的复合性,可以作为其粘结性的间接应用,来为树脂基复合材料提供一种性能很好的基体材料。2、沥青树脂的性能(1)COPNA树脂加工方便、易于成型;(2)具有良好的耐热性能;(3)良好的亲和性:(4)有的COPNA树脂具有磁性;(5)高的炭化收率;(6)低介电常数;(7)耐药性,对酸、碱、油许多有机溶剂具有很强的耐药性。3、沥青树脂的用途萘系沥青树脂和石墨粉制成复合材料成型物,在100℃以上的温度环境中比摩耗量比其他任何市售材料都低,并且PV极限值很大。这种萘系沥青树脂制成的成型物是目前制造无油润滑滑空压机活塞的最好材料。用日本住友公司生产的SK-L树脂制造的活塞的无油润滑空压