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浸漬劑瀝青中所含雜質(zhì)是影響浸漬效果的主要因素。浸漬劑瀝青中以QI(喹啉不溶物)為代表的雜質(zhì)微粒容易堵塞碳纖維材料的氣孔,使浸漬難以進行,對于煤瀝青對炭制品的滲透率研究表明,如果煤瀝青中QI含量為零,則浸漬滲透率分別為壓力、溫度和黏度的函數(shù),即煤瀝青對多孔炭材料的滲透僅受壓力、溫度和黏度的影響;如果煤瀝青中含有QI,則浸漬滲透率主要取決于QI含量、QI類型和顆粒尺寸,即浸漬效率受QI的類型及其含量的影響。
在碳纖維制品浸漬過程中,浸漬效果會隨著煤瀝青中QI含量的增加而變差。這是由于煤瀝青中所含QI顆粒會形成濾餅,它停留在碳纖維材料基體表面,從而使煤瀝青進入基體的阻力加大,浸漬效果變差,這樣就很難達到均勻浸透的要求,其結(jié)果是外層浸入的瀝青多,二次焙燒時結(jié)焦炭多,體積密度大,而中心部分浸入的瀝青少,二次焙燒時結(jié)焦炭少,體積密度小。
浸漬劑煤瀝青中所含QI分為原生QI和次生QI。在碳纖維材料浸漬過程中,由于煤瀝青所含的原生QI為固體硬質(zhì)顆粒,因此微米級原生QI顆粒會在多孔炭材料表面形成不透性沉積層(濾餅),它們堆積在制品開口氣孔處,阻礙浸漬的進行,并且隨著堆積厚度增加,其滲透阻力增大。浸漬劑瀝青所含稠環(huán)芳烴構(gòu)成的次生QI雖非硬質(zhì)顆粒,呈膠體狀,但其也能在多孔碳纖維材料表面形成接近非浸透的薄表面層,同樣阻礙瀝青向碳纖維材料制品內(nèi)部滲透,降低煤瀝青的浸入率,直接影響浸漬效果。因此,在碳纖維材料的浸漬處理時應(yīng)該采用低QI含量的專用浸漬劑瀝青。