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    188宝金博页面版: 高性能高分子材料新领域 I. 重油聚合复合材料

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    内容提示： 高性能高分子材料新领域： I. 重油聚合复合材料 柯扬船 ( 中国石油大学(北京) 理学院， 北京 昌平 102249 ) 摘 要： 本文提出以重质油尤其是渣油分离的芳香分， 直接聚合成热固性（c-COPNA） 或热塑性高聚物材料(t-COPNA)方法， 由此创建高性能高分子材料原材料新来源与新领域， 衍生新一代耐高温、 耐磨损、 耐环境性及多功能专用料体系。 与从原油中裂化制备单体， 再聚合高聚物材料的传统路线相比， 重油缩聚高分子材料技术路线具有综合效益高、 环保性强而资源更加丰富的突出优点， 对于应对能源危机、 高分子原料不足的现状， 具有重大经济社会意义。 关键词： 重质油； 缩...

    文档格式：PDF | 页数：6 | 浏览次数：23 | 上传日期：2015-03-06 12:03:41 | 文档星级：
    高性能高分子材料新领域： I. 重油聚合复合材料 柯扬船 ( 中国石油大学(北京) 理学院， 北京 昌平 102249 ) 摘 要： 本文提出以重质油尤其是渣油分离的芳香分， 直接聚合成热固性（c-COPNA） 或热塑性高聚物材料(t-COPNA)方法， 由此创建高性能高分子材料原材料新来源与新领域， 衍生新一代耐高温、 耐磨损、 耐环境性及多功能专用料体系。 与从原油中裂化制备单体， 再聚合高聚物材料的传统路线相比， 重油缩聚高分子材料技术路线具有综合效益高、 环保性强而资源更加丰富的突出优点， 对于应对能源危机、 高分子原料不足的现状， 具有重大经济社会意义。 关键词： 重质油； 缩聚； 热固性高分子材料； 热塑性高分子材料； 复合材料 收稿日期： 2011-3-20 基金项目 ： 国家自然科学基金资助项目 （20776157） 联系人： 柯扬船， 主要从事高分子纳米复合材料研究， key@cup.edu.cn 现有高分子材料主要来源于石油与天然气。 近年来， 我国油气进口量大幅增加，对外依存度超过 53%， 而国内原油重质化倾向加剧， 使高分子原料来源受到严重威胁。 目前， 全世界天然的重质原油和加工原油中沸点大于 500 ℃的减压渣油已占原油总量的约 40%,我国则占 50%以上， 即产生巨大的重质化过剩。 我国 2009 年总量 3.6亿吨原油中， 有 1.8 亿多吨是重质渣油。 这些渣油主要用于道路和建筑沥青或低价燃料油。 我国每年产生约 5000 万吨难转化的重质渣油,若无科学的处理方法,将给自然界带来难以承受的环境负担， 严重威胁人类生存。 因此， 开辟重质渣油新的转化途径是我国及世界关注的重大问题。 本课题组在国家自然基金及中国海洋集团公司持续支持资助下， 提出将重质油多核芳烃富集分离并直接缩聚为高分子量芳烃树脂的新方法， 形成高性能树脂或直接作为阻燃与分散相原料。 开展重质油芳烃低温缩聚高分子反应研究， 开创构建重质油高分子材料学科的关键内涵与概念， 获得解决重大特殊应用与可持续发展所需原材料的源头技术创新， 应属国内外首次提出。 1 重油缩聚的主要原理 1.1 重质油分离 重质渣油富集得到含 80%以上的多核芳烃络合物及少量杂原子[1]。 饱和份则合并为汽油成分， 分离的多核芳烃不仅碳 sp2平面早期结构发达， 而且键连接的碳平面具有交联反应活性， 在交联剂及催化剂的低温反应就可缩聚为芳香环碳平面。 设计聚合反应及高分子量高性能产物路线， 可得到由缩合多核芳烃经复杂连接方式构成的多核芳香族高分子树脂， 开辟新的重大关键应用。 1.2 重质芳烃的转化途径及其研究现状 （1） 转化途径 现有重质渣油转化技术， 包括以高温缩合与液晶中间相原理， 制备多种碳材料如沥青碳纤维、 电极、 磁材料、 碳小球、 C60 等[2-4]。 这些方法存在原料纯度要求高而转化量太小的难题。 探索低温化学反应代替高温热效应[3-6]， 可最大量地富集所需结构的多核芳烃，经缩聚制成碳树脂。 以重质油原料分离富集并缩聚多核芳烃树脂时,高含量金属影响反应并造成缩聚分子量低、 纤维熔融性和力学性能差等问题。 然而， 重质油金属主要以金属卟啉络合物形态存在[7]， 金属 d 轨道电子与芳环 sp2的?电子运移可增强芳环亲电性， 利于亲电缩合反应； 不利之处是， 金属络合物的高温缩聚反应分解或氧化-还原为金属或氧化物， 产生钝化和阻聚作用。 若将重质油所需特性分离[8]， 确立金属形态-反应活性关系，将探索出一条包含芳烃金属络合物的缩聚路线， 开辟新颖的转化应用。

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