34.Состав производства и использования каменноуголь­ного пека.

Пек – остаток перегонки смолы, который не выкипает до 360°C. Он представляет собой смесь конденсированных ароматических углеводородов и гетероатомных соединений с числом колец в молекуле четы­ре и более. Пек рассматривают как своеобразную переохлаж­денную систему истинных и коллоидных растворов. Этим объ­ясняется отсутствие определенной температуры застывания, а также очень резкое изменение вязкости пека при колебаниях температуры. Пек является аморфным, хотя в нем содержится более 5000 различных компонентов кристаллического вида.

Пек— анизотропная жидкость, обладающая определенной внутренней структурой. Отличаясь высокой реакционной спо­собностью, компоненты пека при нагревании и даже при хра­нении способны к реакциям поликонденсации с накоплением высокомолекулярных продуктов уплотнения. Физико-химические свойства пеков зависят от качества исходной каменноугольной смолы и условий ее переработки. Так, повышение температуры смолы или увеличение длительности ее нагрева приводит к на­коплению в смоле и пеке высокомолекулярных продуктов.

Качество пеков оценивается такими показателями, как вы­ход летучих веществ, зольность, температура размягчения, а также групповой состав. Последний характеризуется выходом фракций пека, растворимых в различных органических растворителях. Для определения температуры размягчения применятся метод кольца и стержня. Нет темп точки плавления. Больше половины пека -пр-ты уплотнения. В пеке вещ-ва обладают сильно полярными и межмол св-ми. Они сильнее чем внутренние. Поэтому при выс-ой темп эти вещ-ва разлогаются. Вязкость наростает после 400°С, т.к. проходят р-и поликонденсации. Выход лет-х=60-70%. Групповой состав пека: 30-40% (гамма фр-я, сод-т мальтены, выделяются гексаном), 70-80% (бэтта фр-я-асфальтены, выделяется толуолом), 90-95% (альфа фр-я-карбены+карбоиды, выделяются хинолином). остальное – в твердом виде. Выход кокса с альфа фр-и самый высокий. Если пек не отвечает требованиям из-за высокого сод-я легких фр-й, то их необходимо или удалить, или перевести путем р-и поликонденсации в высокомолек вещ-ва, например провести термообработку при 350-430°С или вместе с подачей воздуха. Пек оптимального состава должен отличаться высоким содержанием альфа фр-и, и пониж сод-ем гамма фр-и, с этой целью проводят процесс оксидегидроконденсации, в рез-те получаем темп размягчения 150°С и сод-е альфа фр-и порядка 60%.

Пек каменноугольный применяют для выработки кокса пекового (зольность не более 0,25-0,50%) и пека-связующего, используемых при получении анодной массы в производстве Al, электродов и электродных стержней, графитир. изделий, углегра-фитовых блоков и т.д.; для изготовления брикетир. угольного топлива, мягкой кровли, пековых пластмасс и лака для защиты от коррозии труб, резервуаров, металлоконструкций и др.

35.Углеродные материалы. Классификация и использова­ние в технике

Углеродные материалы – состоящие в основном из углерода и по структуре приближаются к графиту.

Углеродистые материалы могут быть в виде: 1)порошка (адсорбент);

2) монолитные изделия (получаются с помощью углеке-ромического метода);

3) волокна и ткани;

4) композиционные угле­родные материалы или композиты.

К углеродным материалам отно­сятся кокс, полукокс, сажа, пеки, гра­фит.

У/м имеют две формы существова­ния: 1) аморфная; 2) кристаллическая. Сажа - аморфная и микрокристаллы.

Графит-слоистая, кристалличе­ская. Кокс, полукокс - кристалличе­ская и аморфная, в зависимости от глубины деструкции.

Углеграфитовые материалы нахо­дят большое применение в технике и народном хозяйстве. В частности у/м применяются для изготовления элек­тродов, смазки, щетки в электродви­гателях, замедлитель электронов в электростанции, грифельной массы (спекание графита с глиной).

Особые качества у/м: -выс теплостойкость (до 3500°С), -тепло и электропроводны (у графита проводимость осуществляется электронным расположением между ламелями: энерия связи С-С 420 кДж/моль, а энергия связи между плоскостями 42 кДж/моль. Поэтому между плоскостями хорошо проходит тепло и эл. ток+ наблюдается скольжение плоскостей друг относительно друга – антифрикционные свойства), -низкий коэфф термич расширения, -соед на основе графита могут иметь фрикционные и нефрикц св-ва (работать без смазки и быть тормозами),-хим инертны (в самых агрессивных средах насосы, теплообменники сделаны из у/м), замедл нейтронов(используются в атомной энергетике – ураново-графитовые реактора).

Классификация:

1) по конечной температуре получения: обожженные (1000°C) и графитированные (2500-2800°C)

2)по применению к сырью: коксовые (пековый или угольный кокс)и угольные (термоантрацит).

3) по способу применения: материалы для электротермии, выплавка стали, выплавка алюминия, электрощетки, футеровочные материалы, теплообменная химаппаратура, ядерный графит, конструкционные материалы.