煤焦油瀝青是用煤、褐煤等有機物質(zhì)，在隔絕空氣和高溫下進(jìn)行干餾、冷凝其揮發(fā)物質(zhì)而獲得粘稠狀液體，再經(jīng)加工而制得的瀝青類材料。它是制取乳化煤焦油瀝青的主要原材料，也是在建筑和道路上應(yīng)用較早的建筑防水材料和鋪筑路面材料。

一、分類——鄭州煤焦油瀝青及其乳化

煤焦油按生產(chǎn)煤焦油瀝青的原材料不同，可分為煤瀝青和頁巖瀝青。頁巖瀝青是由云母頁巖提煉石油后的頁巖殘渣，經(jīng)加工而制得的瀝青類物質(zhì)。還有木材干餾和氣化時制得的木瀝青。泥炭煤經(jīng)干餾而得到的泥炭瀝青。其中制作乳化煤焦油瀝青中應(yīng)用最多的為煤瀝青。

按照煤焦油瀝青的稠度不同，可分為軟煤瀝青和硬煤瀝青。軟煤瀝青是蒸餾煤焦油過程中，只餾出部分輕油，中油不完全餾出，或在硬煤瀝青中摻入蒽油等制得的液體或半液體的瀝青類材料。硬煤瀝青是高溫煤焦油經(jīng)蒸餾出輕油、中油、重油和蒽油等而制得的脆硬而沒有彈塑性的固體或半固體的瀝青類物質(zhì)。乳化煤焦油瀝青中應(yīng)用最多的為軟煤瀝青。

按照煤焦油瀝青的用途不同，可分為低溫煤瀝青、中溫煤瀝青和高溫煤瀝青、筑路油等。中溫煤瀝青又分為電極煤瀝青和一般煤瀝青。在建筑和道路上應(yīng)用最多的為筑路油。

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二、組分與結(jié)構(gòu)——鄭州煤焦油瀝青及其乳化

煤焦油瀝青是極其復(fù)雜的碳?xì)浠衔铮渲饕厥翘己蜌?，含碳量較一般石油瀝青高得多，超過90%，還含有2、硫、氮等元素。煤焦油瀝青的化學(xué)結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，可分離為數(shù)千種至數(shù)萬種結(jié)構(gòu)單元。

在研究煤焦油瀝青的化學(xué)性質(zhì)上，常常將煤焦油瀝青劃分為幾個化學(xué)性質(zhì)相近，技術(shù)上有一定聯(lián)系的組分。B.V.葛列米爾將煤焦油瀝青劃分為游離碳、硬樹脂、軟樹脂和油分。

煤焦油瀝青中的游離碳是高分子有機化合物的固態(tài)碳質(zhì)微粒，不溶于任何溶劑，有很好的穩(wěn)定性，只是在高溫下才能分解。游離碳含量的多少，直接影響這煤焦油瀝青的粘滯性。游離碳含量增加，粘滯性增加，密度亦增加，溫度穩(wěn)定性增強，脆性增大。如果游離碳高于某一限度時，性能變壞，其含量必須加以控制。

煤焦油瀝青中的樹脂質(zhì)是含氧的環(huán)式碳?xì)浠衔铩８鶕?jù)其粘滯度的大小，可分為軟樹脂和硬樹脂，軟樹脂為赤褐色的塑性物質(zhì)，溶于苯和二氯甲烷；在氧氣、溫度和日光作用下，發(fā)生氧化和聚合作用，由粘稠液體變?yōu)楣腆w；在硫酸作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)槿苡谒奈镔|(zhì)，又稱為可溶性樹脂。硬樹脂為固態(tài)晶體結(jié)構(gòu)，僅溶于吡啶，化學(xué)穩(wěn)定性差。

煤焦油瀝青中的油分主要由不飽和芳香類化合物組成。油分的存在增加了煤焦油瀝青的流動性，并能聚合成樹脂質(zhì)。在油分中還含有各種可溶性雜質(zhì)。其中有萘油、菲油、蒽油及酸性或堿性物質(zhì)等。其酸性物質(zhì)主要是酚，為易溶于水的化合物；堿性物質(zhì)主要是吡啶和喹啉的堿類。

煤焦油瀝青為復(fù)雜的膠體結(jié)構(gòu)，游離碳和硬樹脂被軟樹脂所包裹形成的膠團(tuán)為分散相，分散在油分的分散介質(zhì)中。由于膠體顆粒較石油瀝青大，形成的膠體結(jié)構(gòu)為粗分散體系，穩(wěn)定性較差，對分散相黏度提高有限，再加上軟樹脂的溫度穩(wěn)定性較低，黏度變化對溫度較為敏感，當(dāng)溫度升高時，黏度顯著下降，分散相的黏度也顯著下降，溫度穩(wěn)定性較差，在溫度變化時，黏度變化較大。

煤焦油瀝青是以芳香烴為主要成分的復(fù)雜化合物，估計有上萬種有機化合物，在分子中含有約0.8-1.0%的活潑氫，具有很強的極性和化學(xué)反應(yīng)活性。

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