COPNA樹脂具有優(yōu)異的耐高溫性能,良好的可成型性,與炭材料有較強(qiáng)的親和力,以及特殊的電磁學(xué)性質(zhì)。可用于制備多種炭材料的前驅(qū)體、炭／炭復(fù)合材料成型、剎車制動(dòng)**材料和高耐熱纖維等領(lǐng)域。這種具有優(yōu)異性能的三維網(wǎng)狀的熱固性樹脂自問世以來,一直受到相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者及企業(yè)界的高度關(guān)注。本文以煤炭液化重質(zhì)有機(jī)物為原料,制備了高性能的COPNA樹脂。主要工作及結(jié)果包括以下內(nèi)容。 以煤炭液化重質(zhì)有機(jī)物,對(duì)甲苯磺酸或硫酸為催化劑,對(duì)苯二甲醇為交聯(lián)劑,制備COPNA樹脂。在制備過程中,詳細(xì)考察了交聯(lián)劑用量、催化劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間以及不同催化劑和不同濃度(硫酸為催化劑時(shí))的催化劑對(duì)產(chǎn)物性能的影響。通過紅外光譜分析、熱失重分析、及甲苯不溶物、喹啉不溶物、殘?zhí)恐档臏y(cè)試對(duì)制得的樹脂進(jìn)行組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的分析。結(jié)果表明：以煤炭液化重質(zhì)有機(jī)物為原料,在對(duì)甲苯磺酸或硫酸的催化作用下,與交聯(lián)劑對(duì)苯二甲醇發(fā)生了縮合反應(yīng),產(chǎn)物為高p樹脂含量的COPNA樹脂；以對(duì)甲苯磺酸為催化劑,用量為原料質(zhì)量的5%,交聯(lián)劑對(duì)苯二甲醇用量為原料的30%,于160℃恒溫6h,得到了β樹脂含量為33%的COPNA樹脂；以50%濃度的硫酸為催化劑(硫酸用量以換算為濃硫酸(98%)為基準(zhǔn)),用量為原料質(zhì)量的5%,交聯(lián)劑對(duì)苯二甲醇用量為原料30%,140℃恒溫1h,160℃反應(yīng)至纏棒制得的COPNA樹脂,其p樹脂含量可達(dá)58%,800℃炭化后,殘?zhí)恐悼蛇_(dá)50%以上,10%熱失重溫度為525℃。 

甲苯不溶物就是TI，也就是將焦油置于甲苯中，剩下的物質(zhì)即為甲苯不溶物；喹啉不溶物QI也是一樣的概念。
喹啉不溶物：煤焦油是許多化合物的混合物，大部分組成是*適用于生產(chǎn)針狀焦，但其中喹啉不溶物含量較多，不能直接用這種煤焦油加工獲得的瀝青來生產(chǎn)針狀焦，故**去除煤焦油中喹啉不溶物。喹啉不溶物簡(jiǎn)稱QI，其平均相對(duì)分子質(zhì)量為1800～2600，C/H原子比大于1.67，按QI的形成可分為一次QI（原生QI）和二次QI（次生QI），原生QI是存在煤焦油中，煤焦油蒸餾時(shí)其轉(zhuǎn)移到瀝青中。而次生QI是瀝青在加熱過程中形成的分子量更大的芳烴聚合物，以固體粒子的形式存在于瀝青中。喹啉不溶物（QI）的含量有利于提高炭制品的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性，對(duì)炭制品焙燒中的膨脹有一定限制作用。但是，QI過高，會(huì)使瀝青的流動(dòng)性降低，不利于后期炭制品的加工。目前，去除喹啉不溶物的方法主要三種：1， 化學(xué)處理法：采用加氫技術(shù)，但是該方法工藝復(fù)雜，成本高。2， 溶劑處理法：添加溶劑處理被一些企業(yè)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，但是該方法溶劑消耗大，整個(gè)工藝耗能高。3， 機(jī)械分離法：采用高速離心分離，但該方法正處于初步階段，還沒有推廣應(yīng)用起來。總結(jié)：采用機(jī)械分離法，既能減少生產(chǎn)成本，又可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保要求。高轉(zhuǎn)速、高分離因數(shù)的離心機(jī)，其扭矩大，分離效果好，可以有效降低煤焦油中喹啉不溶物。
甲苯不溶物：煤焦油含有一定量的懸浮于其中的炭黑狀物質(zhì)和高分子樹脂，決定了其帶有深諳的顏色，它們是由高分子的，特別是多碳少氫的芳烴或稠環(huán)芳烴組成的。這些細(xì)小分散在煤焦油膠體系統(tǒng)中的黑色顆粒或者絮狀物質(zhì)，不溶于苯、甲苯、吡啶和喹啉等有機(jī)溶劑中，統(tǒng)稱為苯不溶物或者甲苯不溶物，它們對(duì)煤焦油的性質(zhì)和質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。
甲苯不溶物簡(jiǎn)稱TI，其平均相對(duì)分子量為1200～1800，C/H原子比為1.53左右，外觀為黑棕色粉末，具有穩(wěn)定的組分。該組分具有熱可塑性，并參與生成焦炭網(wǎng)格，其結(jié)焦值可達(dá)90％～95％，對(duì)骨料焦結(jié)起重要作用，TI對(duì)炭制品的機(jī)械強(qiáng)度、密度和導(dǎo)電率都有一定的影響。在炭制品行業(yè)，采用高速離心分離法來降低煤焦油中的甲苯不溶物的含量，滿足炭制品生產(chǎn)工藝要求，離心分離是一種高效的處理模式，節(jié)能環(huán)保，明顯提高煤焦油的品質(zhì)。

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