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    以煤沥青中所含QI形成来区分,可将QI分为原生QI和次生QI,原生QI是在煤焦化过程中形成的,这种QI存在于煤焦油中,当煤焦油蒸馏处理时,这部分QI又转移到煤沥青中,此类原生QI不同于煤焦油蒸馏处理过程中所生成的次生QI,原生QI由无机QI和有机QI构成。无机QI是煤焦化过程中被上升煤气流带人到煤焦油中的煤灰颗粒、炉壁耐火砖粉末、炉门和煤气集气管等铁件剥蚀的铁屑及其氧化物粉末构成的,这部分无机QI颗粒直径约为10um,其含量较少,多附着或包含在更大的有机QI组分中。原生QI的有机部分主要由煤中所含大芳烃分子热裂化或裂化产物中分子量低的芳烃在高温下热聚合而形成的,其平均粒径为0.5um左右。在原生有机QI中,还包含一些焦粉煤末,这部分微粒具有较大的直径,其粒径大于25um。有机QI性质与炭黑相类似,因其表面活泼,煤焦油中油质部分常附着在其表面。

    1.3.4  喹啉不溶物(QI)对浸渍效果的影响

    存在于浸渍剂沥青中以QI 为代表的杂质组分在一定程度上决定着浸渍的实际效果,然而,它们在此过程中很容易造成对开口气孔的堵塞,阻碍了煤沥青渗透浸渍的过程。R.T.Lewis 研究发现:假若浸渍剂沥青中不含QI 组分,沥青浸渍渗透率与浸渍压力、温度以及沥青的黏度有着密切相关的关系,这些因素决定着浸渍剂沥青对多孔炭材料的渗透效果。浸渍剂煤沥青中若存在一定的QI 组分,沥青浸渍渗透率和浸渍效率会因此受到影响,影响因素为 QI 含量及其类型和尺寸大小 。

    浸渍剂煤沥青中所含原生QI 为微小的固体颗粒,其尺寸为微米级,炭材料在进行浸渍中,一些微米级原生QI 颗粒将会停留在待浸炭材料表面,并且形成一层不透性沉积层(滤饼),其停留在炭材料基体表面,聚积在炭材料开口气孔处,随着微米级原生QI 颗粒的不断堆积,不透性沉积层的厚度不断增加,能够阻碍浸渍剂沥青的渗透能力。在浸渍剂沥青中次生QI 为大分子稠环芳烃组分,其呈胶体状,也会在炭材料的表面停留,形成一层非浸透表面层,也会对浸渍剂沥青的浸渍渗透功能产生影响,不利于浸渍效果的实现S.Compin 等认为浸渍过程中浸渍剂沥青过滤系数高低取决于沥青中分子量高的组分。

    如上所述,对炭材料浸渍效果产生影响的主要因素为浸渍剂煤沥青的黏度、沥青的QI 含量以及QI 尺寸大小等,随着浸渍剂沥青中QI 含量的增加,浸渍效果会逐渐变差,究其原因为浸渍剂煤沥青中存在的QI 组分会在炭材料坯体表面逐渐形成不透性沉积层,其使浸渍剂煤沥青进入炭材料坯体孔隙内的阻力骤增,从而导致浸渍效果变差,导致炭材料就难以达到均匀浸透的目标,浸渍品的外层受到沥青的流入,在进行二次焙烧后,生成的沥青有所增加,停留在外层部位的体积密度比较大,然而,炭材料中心的沥青侵入较少,在进行二次焙烧后,沥青焦也较少,炭材料内芯体积密度较小,严重影响了炭材料质量的均质性。

    浸渍剂沥青中QI 粒径尺寸会对炭材料浸渍效率产生极大的影响,沥青中QI形成滤饼对浸渍渗透的阻力大小与QI 微粒的当量直径平方呈现反比例关系,即QI 颗粒的尺寸越小,形成的滤饼阻碍浸渍渗透的功能越强大。在日本,相关专利认为尺寸小于0.1μm 的QI 微粒在浸渍过程中堵塞了炭材料的微孔,使沥青浸渍速率和沥青渗入量明显降低。研究发现炭材料中孔径为2.5μm 以下的开口气孔很难被煤沥青浸渍渗透进入,这是由于受浸渍剂沥青中原生QI 的微粒堆积生产的沉积层以及浸渍剂沥青中次生QI 形成的胶体薄膜阻滞的结果。

    1.4  低QI浸渍沥青的制备方法

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