炼焦煤的官能团结构分析及其黏结性产生机理

以11种炼焦煤为研究对象，分别进行FT-IR和黏结指数G测试。采用PeakFit软件对FT-IR谱峰进行分峰拟合和定量计算，研究炼焦煤特征官能团含量与其黏结性间的关系。结果表明，煤黏结性大小与其FT-IR吸收峰密切相关，特别是3000-2800和3700-3000 cm-1两个吸收带；脂肪族结构是煤黏结性形成的主要决定因素，通常脂肪链越短或支链化程度越高，越有利于煤的黏结性形成；含-OH(或-NH)的氢键缔合结构可以与脂肪链协同作用，共同决定煤的黏结性能。不论煤分子有多大，只要是结构单元缩合度较小而作为桥键的脂肪链较多的结构形式，在热解过程中就会生成大量适度分子量、以结构单元为基元的液相物质。氢键是煤中主要的分子间作用形式，当若干形成氢键的官能团聚集缔合时，其相互作用会更强，甚至会形成类似超分子的结构；在形成胶质体阶段，这类氢键缔合的结构也会被打破，并形成以胶质体液相为主的物质。这些液相物质的存在，有利于胶质体的流动、黏连和固化成为半焦，从而最终获得优越的黏结性。