Obtenção de piches mesofásicos em dois estágios a partir de piche de petróleo

Abstract

A obtenção de piches mesofásicos para a produção de fibras de carbono de alta performance foi investigada por meio de tratamento térmico de três piches de petróleo, em dois estágios em um reator com agitação magnética e capacidade de 700 g. O primeiro estágio consistiu de um pré-tratamento sob agitação e atmosfera de nitrogênio a 0,9 MPa, a 390, 410 e 430 °C, durante três horas. No segundo estágio, o tratamento térmico foi realizado por mais três horas, sob pressão atmosférica. Durante os experimentos, amostras foram recolhidas e analisadas por meio de medidas de solubilidade em tolueno e quinolina, ponto de amolecimento e o percentual de mesofase. Foi verificado que, para todos os piches produzidos, nas temperaturas de 390 e 410 °C a variação dos parâmetros físico-químicos foi muito pequena e que os tratamentos térmicos no patamar de 430 °C produziram piches com pontos de amolecimento acima de 300 °C, e percentual de mesofase próximo a 70%.Mesophase pitches, precursors of high-performance carbon fibers, were prepared from petroleum pitch by a two-stage heat treatment, in a reactor capable of heat treating 700 g of petroleum pitch under stirring. The process consisted of a pretreatment under pressure at 390, 410 and 430 °C under nitrogen atmosphere, at 0.9 MPa, for three hours, as the first stage, followed by another heat treatment under atmospheric pressure, as the second stage. To study the properties of the petroleum pitch samples, during the experiment, they were removed from the system. Quinoline insolubles, toluene insolubles, mesophase content and softening point of the samples were used to follow the pyrolysis process. The results revealed slight variations in the properties for the pitches produced at 390 and 410 °C. However, the pitch samples produced at 430 °C had softening points higher than 300 °C, and mesophase contents of around 70%.