Разработка научных основ создания однофазных углеводородных связующих углерод-углеродных композиционных материалов

В качестве объектов исследования использовались синтетические пеки на основе тяжелого газойля каталитического крекинга (ТГКК), тяжелой смолы пиролиза (ТСП). Целью данной работы являлось изучение условий формирования мезофазы в пеках, полученных методами термоокисления и высокотемпературной выдержки, на основе высококипящих остатков нефтехимии и нефтепереработки, определяющих применимость полученных мезофазных частиц для создания углеродных матриц композитов. При выполнении исследований были применены методы обработки исходного сырья при повышенной температуре (380 – 500 °С) при повышенном давлении (до 4 МПа) с использованием специально разработанного оборудования. Морфологию полученных образов изучали методом оптической микроскопии в поляризованном свете и методом растровой электронной микроскопии. В результате выполнения работы были получены образцы мезофазных пеков и выделена углеродная мезофаза и дана оценка ее способности к течению и коалесценции, что определяет ее применимость для создания углеродных матриц композитов. Впервые установлено, что формирование мелкомозаичной микроструктуры углерода при карбонизации окисленных пеков происходит за счет высокой вязкости мезофазы. Полученные результаты могут быть использованы при разработке углеродных матриц для композиционных материалов, способных выдерживать температуры свыше 2000 °С. Данные результаты могут представлять интерес для таких предприятий как АО «Композит», АО «ПНИТИ», поскольку смогут лечь в основу разработки технологий переработки малоценных углеводородных остатков в высокомаржинальные высокотехнологичные продукты. Дальнейшие исследования данных объектов предполагаются в направлении более детального определения влияния структурно-группового состава сырья на температурно-временные диапазоны формирования углеродной мезофазы и ее текучести.