原油殘渣或可在制造低成本碳纖維過程中發(fā)揮作用
文章來源：新能源網(wǎng) 更新時間：2025-03-24 16:07:54
我們所知的碳纖維復合材料通常由編織碳纖維與環(huán)氧粘合劑組成。當然，這種材料往往很昂貴。這是因為聚丙烯腈（一種通常用于紡成纖維的前體化學品）本身就相當昂貴。因此，科學家們一直在尋找更具成本效益的碳纖維來源。
原油加工后會剩下許多臟兮兮的副產(chǎn)品。一項新研究表明，其中幾種物質(zhì)可用于制造低成本碳纖維，進而可用于制造成本更低的碳纖維復合材料。 之前考慮過的一種候選物質(zhì)是被稱為瀝青質(zhì)的分子物質(zhì)。它們是原油的成分，在精煉過程中從原油中分離出來。從名字就可以看出，它們用于生產(chǎn)瀝青，以及其他用途。 它們也可以紡成碳纖維，盡管這種纖維容易斷裂。在紡絲過程的最后熱處理步驟（其中瀝青質(zhì)纖維被碳化）之后，纖維產(chǎn)量也相對較低。 考慮到這些缺點，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學 (KAUST) 的 Mani Sarathy 教授及其同事最近研究了另一種原油加工副產(chǎn)品——樹脂。 Sarathy 實驗室的研究員 Edwin Guevara Romero 表示：“之前對石油殘渣的研究表明，樹脂可以穩(wěn)定瀝青質(zhì)分子，凸顯了其強大的分子親和力。這讓我們推測，將瀝青質(zhì)與樹脂混合可以產(chǎn)生用于碳纖維生產(chǎn)的協(xié)同原料。” 實驗室測試發(fā)現(xiàn)，這種瀝青質(zhì)-樹脂混合物的流動性比單獨的瀝青質(zhì)更好，因此可以在更低、更節(jié)能的溫度下紡絲。碳化后，纖維也不易斷裂，性能與現(xiàn)有的中高強度各向同性碳纖維相似。 另外，收集瀝青質(zhì)和樹脂可以使剩余的原油加工殘余物更容易處理。 Sarathy 表示：“傳統(tǒng)上，石油殘渣一直用于道路鋪設等非常低價值的用途。通過提取最重的瀝青質(zhì)和樹脂用于高價值碳纖維制造，剩余的殘油也可以更容易地加工成更清潔的燃料或有價值的小分子，從而進一步提高該工藝的經(jīng)濟性。” 有關該研究的論文最近發(fā)表在《燃料》雜志上。 |
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