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

В качестве исходного сырья использовали среднетемпературный каменноугольный пек (СТП), тяжелую пиролизную смолу этиленовых произвдоств (ТСП), остаток атмосферной дистилляции сланцевой смолы (ОАД), антраценовую фракцию тяжелого газойля каталитического крекинга (ТГКК), а также ОАД, подвергнутый термоокислительной обработке путем продувки воздухом при повышенной температуре. 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. В работе отражено закономерное влияние давления карбонизации на структуру формирующегося коксового остатка, которое проявляется в уменьшении балла его микроструктуры. Впервые рассмотрен характер коксообразования синтетического пека НТП в условиях карбонизации под большим избыточным давлением. Также получены данные о длительностях температурной выдержки, необходимых для начала образования мезофазы нескольких остаточных углеводородных смесей. 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.