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俄开发出生产碳纤维的独特原材料

来源:科技日报 时间:2021-08-26 14:25:06

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俄罗斯库兹巴斯国立技术大学科研人员近日使用焦油蒽油馏分作为溶剂,研发出一种新的类煤沥青产品,可增加复合材料的强度,并很好地改进碳纤维的特性。

基于碳纤维的复合材料应用于飞机制造、火箭工程、机械工程等领域,小规模碳纤维的生产基于煤沥青。煤沥青耐酸,不溶于水、丙酮、乙醚等,采用这种生产技术和工艺实惠,原材料便宜。但在俄罗斯,碳纤维市场正处于发展的初始阶段,该材料是通过碳化合成纤维来获得。目前,俄罗斯没有基于煤沥青的碳纤维生产技术,因为没有符合要求的原材料。

库兹巴斯国立技术大学化学石油和天然气技术研究所所长图塔季扬娜·切尔卡索娃教授称,煤沥青具有价格低廉、富碳低灰、性能稳定、黏附性好、固液态可逆转化、聚合度、结焦残炭值高、易石墨化等优点,是制备各种碳材料的核心原料之一,广泛应用于化工、冶金、机械、航天、军事、建筑、电子、绿色新能源等领域。但获得煤沥青的传统方法是煤焦油分馏,这种方法具有许多经济和环境问题,例如,煤焦油的产量减少,煤沥青中高含量的聚芳族物质有致癌作用。她表示,最有前景的替代方案是在溶剂环境中处理煤,该过程绕过焦化阶段在煤的热分解开始时相对低的温度下进行。

切尔卡索娃说,俄研究人员使用煤焦油蒽油馏分作为溶剂,获得了一种新的类煤沥青产品,这是一种软化温度为70—150℃的固体物质。上述过程所得残余物可以作为煤沥青的替代品。她称,通过上述方法获得的产品质量通过了表征煤沥青性质主要指标的验证,包括软化温度、灰分含量、挥发性物质的产量、不溶于甲苯等。