中溫煤瀝青熱聚合改性及其改性機(jī)理研究.pdf

1、本論文主要研究中溫煤瀝青經(jīng)聚合法改性后結(jié)構(gòu)性能的變化?？刂聘男詴r(shí)間、改性溫度，分別選用無煙煤、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂+無煙煤作為改性劑，對(duì)煤瀝青進(jìn)行改性處理。
　　 采用熱聚合法研究了改性時(shí)間對(duì)中溫煤瀝青CTP-01熱聚合改性效果的影響。改性工藝為:50mL/min N2氣氛、改性溫度200±20℃、改性時(shí)間分別為2h、3h、4h、5h，對(duì)原樣中溫煤瀝青CTP-01進(jìn)行改性處理。研究結(jié)果表明:改性3h煤瀝青的FC含量由51.62％上

2、升至56.55％，SP由93.6℃上升至101.5℃，β樹脂含量升高，改性時(shí)間3h較為合理。
　　 采用熱聚合法研究了無煙煤改性劑用量對(duì)中溫煤瀝青CTP-01改性效果的影響。改性工藝為:50mL/min N2氣氛、改性時(shí)間3h、改性溫度200±20℃，分別添加0wt％、1wt％、2wt％、3wt％無煙煤改性，對(duì)原樣中溫煤瀝青CTP-01進(jìn)行改性處理。研究結(jié)果表明:添加1 wt％無煙煤改性中溫瀝青，F(xiàn)C含量由51.62％上升至59

3、.96％，SP由93.6℃上升至106.1℃，β樹脂上升了4.97％，改性效果相對(duì)較合理。
　　 采用熱聚合法研究了改性溫度對(duì)中溫煤瀝青CTP-01熱聚合改性效果的影響。改性工藝為:50mL/min N2氣氛、改性時(shí)間3h，添加1wt％無煙煤，分別采用250±20℃、300±20℃改性溫度，對(duì)原樣中溫煤瀝青CTP-01進(jìn)行改性處理。研究結(jié)果表明:隨著改性溫度的提高，中溫煤瀝青CTP-01改性過程中熱解縮聚反應(yīng)加劇，改性溫度為30

4、0±20℃時(shí)， FC含量由51.62％上升至61.51％，SP由93.6℃上升至108.0℃，β樹脂上升了5.30％，失重率由65.28％下降到61.13％。
　　 采用熱聚合法研究了以環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂+無煙煤為改性劑對(duì)中溫煤瀝青CTP-01改性改姓效果的影響。改性工藝為:50mL/min空氣氣氛、改性時(shí)間3h、改性溫度300±20℃。研究結(jié)果表明:粘流活化能EηC-2＞EηC-1＞ EηCTP-01;環(huán)氧樹脂+無煙煤改性后煤

5、瀝青的FC含量達(dá)到了64.20％，揮發(fā)分含量降低到58.04％，β樹脂含量達(dá)到了19.12％，失重率由65.28％下降到60.15％，對(duì)煤瀝青CTP-01、C-2及其TI、QI組分分別進(jìn)行綜合熱分析，研究結(jié)果表明，改性后煤瀝青組分的熱解縮聚特征發(fā)生變化，失重速率最快溫度向高溫區(qū)移動(dòng)，改性前后的QI熱解縮聚特征變化不大。
　　 采用偏光顯微鏡分析、傅立葉紅外線光譜分析(FT-IR)、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)分析、環(huán)境掃描電鏡

6、(SEM)等分析方法研究了中溫煤瀝青改性前后組織結(jié)構(gòu)的變化。研究結(jié)果表明:改性前后煤瀝青組分分布發(fā)生了變化，改性后煤瀝青中間相小球含量增多;改性后煤瀝青中芳烴組成發(fā)生較大的變化，1環(huán)芳烴含量明顯減少，2環(huán)芳烴含量明顯增加，多環(huán)類有不同程度的增多趨勢(shì)。中溫煤瀝青組分高溫炭化后呈現(xiàn)出不同的行為組織結(jié)構(gòu):TI組分的炭化產(chǎn)物出現(xiàn)片層狀微觀結(jié)構(gòu)，QI為許多團(tuán)聚的顆粒小球，呈現(xiàn)出各向同性結(jié)構(gòu)，平均粒徑為0.5μm左右;同時(shí)，根據(jù)GC-MS分析結(jié)果，