本课题分别以加氢改性煤沥青和中温煤焦油沥青为原料制备中间相沥青。采用程序升温的高压釜进行热转化，通过元素分析、FT-IR、1H-NMR、热分析和高温粘度仪等手段，对两种沥青进行分析，确定制备优质中间相沥青的较佳原料。考察了有序中间相沥青形成过程中的影响因素并分析了炭质中间相性能。炭化温度和时间是影响炭质中间相的结构和形态的主要因素。首先表现在对中间相生成速度的影响；其次，表现在对沥青缩聚反应深度的影响，决定中间相沥青的分子量分布。实验结果表明，420～430℃，300min是加氢改性煤沥青制备有序结构中间相的较佳温度范围和保温时间；440～450℃，260min是中温煤焦油沥青制备优质中间相的较佳温度范围和保温时间。对两种原料制得的中间相沥青进行性能分析，结果表明，加氢改性煤沥青炭化制得的中间相沥青性能较好，其可溶中间相含量为49%，晶体的晶格参数d002=3.453×10-10m，Lc=2.680×10-9m，结晶度高，易于石墨化，其光学结构呈现100%完全融并的流线型广域融并体，且具有良好的流动性。这是由于加氢改性煤沥青含有较多的烷基侧链和环烷结构，炭化过程中发生了氢转移，缓解了炭化反应的剧烈程度，使体系长时间保持较低的粘度，这是加氢改性煤沥青能够制备优质中间相的主要原因。加氢改性煤沥青焦化制备的针状焦，其光学结构单元中平行于热膨胀系数方向的轴向分矢量平均长度和矢量平均长度的值分别为2.70×10-5m和2.77×10-5m，热膨胀系数为0.2×10-6 /℃，明显优于煤焦油沥青焦化制备的针状焦。这是因为中间相沥青中烷基结构的增加降低了体系粘度，有利于中间相的融并，同时在固化阶段产生足量的气体，使中间相的芳香平面分子沿轴向排列更为规整。
第一章 绪论 10-28
1.1 选题背景和意义 10-11
1.1.1 研究的背景 10-11
1.1.2 研究的目的意义 11
1.2 炭质中间相 11-12
1.3 中间相沥青形成机理的研究 12-17
1.3.1 中间相的液相炭化理论 12-15
1.3.2 中间相小球的形成过程 15-16
1.3.3 中间相沥青的性质 16-17
1.4 影响中间相形成的因素 17-23
1.4.1 原料的性质对中间相形成的影响 17-19
1.4.2 操作条件对中间相的影响 19-22
1.4.3 中间相形成过程中粘度的变化 22-23
1.5 中间相沥青的改性方法 23-25
1.5.1 加氢改性法 23
1.5.2 烷基化改性法 23-24
1.5.3 共炭化改性法 24
1.5.4 催化改性法 24-25
1.6 炭质中间相的应用 25
1.7 针状焦 25-27
1.7.1 概述 25-26
1.7.2 针状焦的性能指标及影响因素 26
1.7.3 针状焦的质量现状 26-27
1.8 本课题的主要任务 27-28
1.8.1 本课题的研究内容 27
1.8.2 拟解决的问题 27-28
第二章 炭化过程中的热缩聚行为 28-52
2.1 引言 28
2.2 实验部分 28-30
2.2.1 实验原料 28
2.2.2 实验试剂 28-29
2.2.3 实验仪器及设备 29-30
2.2.4 实验步骤 30
2.3 偏光显微镜测试技术 30-32
2.3.1 样品的制备 30
2.3.2 偏光显微镜的测试原理 30
2.3.3 各向异性指数的计算 30-32
2.4 原料分析 32-38
2.4.1 原料的组成 32-33
2.4.2 原料的 FT-IR 表征 33-34
2.4.3 原料的~1H-NMR 表征 34-37
2.4.4 原料沥青的流变性 37-38
2.5 炭化条件的优化 38-51
2.5.1 原料沥青的热裂解聚合反应 38-41
2.5.2 反应温度的选择 41-46
2.5.3 保温时间的选择 46-51
2.6 小结 51-52
第三章 中间相沥青性能的分析 52-64
3.1 芳烃热缩聚的一般规律 52
3.2 芳烃热缩聚反应的历程 52-53
3.3 实验部分 53
3.4 结果与讨论 53-60
3.4.1 中间相沥青的 FT-IR 53-55
3.4.2 中间相沥青的~1H-NMR 55-57
3.4.3 X-射线衍射分析 57-58
3.4.4 可溶性中间相的含量 58-59
3.4.5 中间相沥青的粘度 59-60
3.5 热解和缩聚反应特征 60-61
3.6 中间相沥青的演变 61-63
3.7 小结 63-64
第四章 HCP和CTP焦化行为的探讨 64-70
4.1 引言 64
4.2 针状焦的制备 64-68
4.2.1 实验内容 64
4.2.2 分析测试 64-65
4.2.3 结果与讨论 65-68
4.3 小结 68-70
结论 70-71
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