ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структура и свойства связующего и их влияние на свойства углеродных композиций из "Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе" Пековый кокс применяется в виде рядового, игольчатого и изотропного. Это соответствует классификации нефтяных коксов, описанной в гл. 2-1. Основным отличием между упомянутыми классами коксов является их текстура, которая в основном зависит от мезофазных превращений при карбонизации каменноугольного пека. Пековые коксы по своему качеству могут соответствовать нефтяному игольчатому коксу (по значениям электропроводности, модуля упругости и плотности). [c.73] Коэффициент линейного термического расширения по сравнению с нефтяным игольчатым коксом может быть на 25-30% меньше [2-47]. [c.73] Схема получения различных сортов кокса пока 1ана на рис. 2-21. Каменноугольная смола, выделяемая при коксовании углей, после дистилляции, при которой производятся нафталин, метилнафталин, дифенил, аценафтен, дифениленоксид, фенан-трен, антрацен, бензол, фенол, крезол, хинолин, пирен, хризен и ряд других продуктов, дает в остатке среднетемпературный пек с температурой размягчения по кольцу и шару до 100 С. Из этого пека или после специальной подготовки высокотемпературного пека (температура размягчения 100-150 С), обогащенного мезофазой, в условиях замедленного коксования могут быть получены все виды коксов. [c.73] Применение пекового кокса характеризуется следующими цифрами [2-73] цветная металлургия — 97,0 химическая промышленность — 0,3 электротехническая промышленность — 1,4 черная металлургия — 0,8 прочие потребители — 0,3%. [c.73] Конечные прюдукты бензол, крезол, нафталин, хинолин и др. [c.74] Основное количество пекового кокса производится в камерных печах, имеющих некоторые отличия от печей для производства нефтяного кокса. Их характеристика дана в [2-73]. [c.74] Игольчатый кокс. Промышленное производство игольчатого пекового кокса замедленного коксования освоено в Японии [2-48] и в ФРГ [2-81]. Установка для его получения состоит из камеры для коксования, где получается кокс с содержанием летучих веществ 8-10%, аппарата для дистилляции смолы и каль-цинатора. [c.75] Выше отмечалось, что важнейший показатель, определяющий свойства игольчатого кокса, — низкий коэффициент линейного расширения в направлении прессования выдавливанием — позволяет применять его для высококачественных электродов большого диаметра. Отличительная особенность игольчатого кокса, полученного из каменноугольного пека, по сравнению с игольчатым нефтяным коксом — отсутствие минеральных примесей, в первую очередь ванадия. Добавки окислов железа практически не ингибируют разбухание пекового кокса, поскольку оно в основном связано с содержанием азота, а не серы. [c.75] При получении игольчатого пекового кокса его выход из каменноугольного пека снижается. Это объясняется тем, что условия формирования мезофазы, из которой образуется игольчатый кокс, не соответствует путям повышения выхода кокса [В-5 — окислению пека, введению в него серы или серосодержащих соединений. [c.75] В связи с высокой стоимостью процесса рециклинга растворителя разработан эффективный метод фильтрации пека на специальных фильтрах. [c.76] Удаление нерастворимых в хинолине веществ приводит также к очистке пекового кокса от минеральных примесей и обусловливает образование при коксовании описанной выше ламелярной структуры кокса с диаметром ламелей более 70 мкм (крупнофибриллярной микроструктуры) [2-47]. [c.76] Получение тонких ламелей и, соответственно, снижение коэффициента термического расширения (КТР) достигается уменьшением давления в камере коксования от 1 до 0,35 МПа в интервале температур формирования жидкой мезофазы (350-500 С) и при пиролизе до 560 С [2-51]. Ниже температуры обра ювания мезофазы влияние давления отсутствует. [c.76] Пиролиз каменноугольного пека под давлением до 10 МПа протекает при практически постоянной концентрации парамагнитных центров [2-85]. Это объясняется образованием при нагревании под давлением низкомолекулярных ароматических соединений, которые, как отмечалось выше, имеют свойства протонных растворителей. Протоны в них рекомбинируют с возникающими при нагреве свободными радикалами. [c.76] Снижение давления при 350-560 С уменьшает объем макропор (табл. 2-6). Объяснение этому дано в гл. 2-1. В [В-4] отмечалось, что давление внешней среды оказывает главным образом влияние на протекание реакций в паровой фазе, т. е. до 700 С. [c.76] Образующаяся при коксовании под давлением структура пекового кокса зависит от фракционного состава пека. Поддержание давления в замкнутом объеме способствует формированию текстуры, поскольку, как и при получении нефтяного кокса, выделяющиеся при нагревании низкомолекулярные (низкокипящие) компоненты способствуют снижению вязкости мезофазы [2-52]. [c.76] При повышении температуры обработки до 1000°С происходит дальнейшее снижение КТР и увеличение плотности. Ограничением в снижении КТР пекового кокса является уменьшение его механической прочности. [c.77] Замещение ароматических колеи, например, окисленной ароматикой, препятствует трехмерному упорядочению при высокотемпературном нагреве (рис. 2-24). Введение малых количеств кислорода, инициирующих дегидрополиконденсацию, не обязательно приводит к этому явлению. Возможно, что это связано не только с реакциями конденсации, но и с реакциями образования термически стабильных ароматических молекул с относительно низкой молекулярной массой. Только пос.де образования хинонов и других функциональных групп при окислении и в результате потери СО при карбонизации образуются неплапар-ные радикалы, их рекомбинация затрудняет упорядочение. [c.80] Таким образом, структура и свойства кокса определяются условиями образования при нагреве ароматических структур разрывом С—Н и С—С связей, термической полимеризацией, ароматической дегидрополиконденсацией с изменением компланарности молекул, удалением боковых цепей и водорода. [c.81] Вернуться к основной статье