书 书 书犐犆犛 ７１ ． ０８０ 犌 １８ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ３８３９６ — ２０１９ 焦化沥青类产品 　 中间相含量的测定光反射显微分析方法 犘犻狋犮犺狆狉狅犱狌犮狋狊狅犳犮狅犪犾犮犪狉犫狅狀犻狕犪狋犻狅狀 — 犇犲狋犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅犳犿犲狊狅狆犺犪狊犲犮狅狀狋犲狀狋 — 犕犻犮狉狅狊犮狅狆犻犮犪犾犪狀犪犾狔狊犻狊犫狔狉犲犳犾犲犮狋犲犱犾犻犵犺狋 ２０１９  １２  ３１ 发布 ２０２０  ０７  ０１ 实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由中国钢铁工业协会提出 。 本标准由全国煤化工标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ４６９ ） 归口 。 本标准起草单位 ： 宝武炭材料科技有限公司 、 北京欧波同光学技术有限公司 、 冶金工业信息标准研究院 。 本标准主要起草人 ： 杜亚平 、 张艳秋 、 祁秀梅 、 李倩怡 、 郑景须 、 皮晓宇 、 张国滨 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３８３９６ — ２０１９ 焦化沥青类产品 　 中间相含量的测定光反射显微分析方法 １ 　 范围 本标准规定了光反射显微分析方法测定中间相含量的术语和定义 、 原理 、 试剂及材料 、 仪器 、 试样的采取和制备 、 分析步骤 、 结果报告 、 精密度等 。 本标准适用于改质沥青 、 高软化点沥青 （ 超硬质沥青 ）、 中间相沥青 、 中间相炭微球等中间相含量的测定 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文件 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件 。 ＧＢ ／ Ｔ２０００ 　 焦化固体类产品取样方法 ＧＢ ／ Ｔ２２９４ 　 焦化固体类产品软化点测定方法 ３ 　 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 　 各向同性相 　 犻狊狅狋狉狅狆犻犮狆犺犪狊犲 由碳和氢组成的复杂的芳香族有机化合物 ， 通常是主要相且是连续相 。 在室温下 ， 各向同性相呈玻璃状固态 ， 在偏振光下呈非活性 ， 见图 １ 。 ３ ． ２ 　 中间相 　 犿犲狊狅狆犺犪狊犲 当分子大小 、 形状和分布有利时从母相基体中形成的光学各向异性液晶状碳质相 。 在正交偏振光下带有消光的图像 ， 见图 １ 、 图 ２ 。 　　 注 １ ： 中间相的形成过程遵循以下规律 ： 光学各向同性的沥青在一定温度下 （ 通常在 ３５０℃ ～ ４５０℃ 下 ） 发生分解反 应和缩聚反应 ， 形成以缩合稠环芳香族结构为主体的液晶 ， 在表面张力作用下 ， 形成中间相小球 （ 二次 ＱＩ ）。 当长大后的中间相小球相互靠近时 ， 各球体内的扁平大分子层面彼此插入 ， 融并后形成中间相复球 。 当复球 增大到表面张力无法维持其球形时 ， 发生形变以至解体形成流动态的各向异性区域 。 随着中间相含量的增 加 ， 最后形成中间相大融并体 。 见图 ３ａ ） ～ 图 ３ｄ ）。 　　 注 ２ ： 中间相小球在液相炭化过程中产生 ， 直径几微米至几十微米 ， 具有易石墨化的特性 （ 结晶性高 ）， 对其分离 、 焙 烧即得中间相炭微球 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３８３９６ — ２０１９ 图 １ 　 煤沥青的各向同性相和中间相 （ ２００ 倍 ） 图 ２ 　 煤沥青的 犘犙犐 和中间相 （ 加入一级红 λ 插片 １０００ 倍 ） 犪 ） 　 沥青 （ 光学的同向性 ） 犫 ） 　 形成二次 犙犐 （ 中间相小球 ／ 光学的异向性 ） 犮 ） 　 中间相小球融并 ／ 光学的异向性 犱 ） 　 中间相结合 ／ 光学的异向性 图 ３ 　 中间相形成过程 ２ 犌犅 ／ 犜 ３８３９６ — ２０１９ ３ ． ３ 　 原生喹啉不溶物 　 狀狅狉犿犪犾狇狌犻狀狅犾犻狀犲犻狀狊狅犾狌犫犾犲狊 ； ｏｒｉｇｉｎａｌｑｕｉｎｏｌｉｎｅｉｎｓｏｌｕｂｌｅｓ ； ｐｒｉｍａｒｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅｉｎｓｏｌｕｂｌｅｓ 在焦炉装煤炉顶空间有机成分热解产生的炭黑类固体相 ， 其单个的球状粒子通常直径小于 ２ μ ｍ ， 相对较硬 ， 在明亮的入射光线下显示轮廓 ， 在各向同性相中浮雕状突出 ， 旋转 ３６０° 时该干涉图像保持 不变 。 ４ 　 原理 将待测样品破碎至特定粒度大小后用树脂包裹 ， 或者将待测的熔化样品 （ 或将固体加热熔化 ） 倒入 模具中 。 包裹的或成型的样品被磨平抛光成平整的表面 ， 用于反射光偏光显微镜检测 。 通过对符合统 计要求的足够数量点或面积的观察 ， 按各向异性的中间相和各向同性相灰度的不同来测定沥青中间相 数量和大小 。 ５ 　 试剂及材料 ５ ． １ 　 树脂和固化剂 ： 凡满足以下要求的冷镶嵌树脂黏结体系都可以使用 。 包括 ： ａ ） 　 树脂固化体系可在室温下固化 ， 并且在室温下易于倾倒 ； ｂ ） 树脂和沥青要有最小的互溶性 ， 最初的树脂应是透明的 ； ｃ ） 树脂固化的放热量不会将沥青熔化 ； ｄ ） 树脂在研磨抛光后 ， 能得到完全平整的表面 ； ｅ ） 在显微镜下用亮场照射时 ， 沥青和树脂要形成鲜明对比 。 ５ ． ２ 　 成型磨具 ： 橡皮弹性模具或塑料环 ， 直径 ２５ｍｍ 或 ３２ｍｍ ， 其中橡皮弹性模具可多次重复利用 ， 尺 寸为其内径 ； 塑料环为一次性利用 ， 尺寸为其外径 。 ５ ． ３ 　 研磨料 ： 粒度分别为 Ｎｏ．３２０ 、 Ｎｏ．６００ 、 Ｎｏ．１２００ 、 Ｎｏ．３０００ 、 Ｎｏ．５０００ 的防水金刚砂纸 。 ５ ． ４ 　 抛光料 ： 粒径大小为 ３ μ ｍ 的金刚石化合物和粒径大小为 ０．０５ μ ｍ 的氧化铝 （ 或氧化镁 ） 粉末或悬 浮液 。 ５ ． ５ 　 磨盘覆盖物 ： 背面有防水黏结剂的棉 、 丝和化纤材料的丰富细毛布 ， 主要与金刚石 、 氧化铝等研磨 剂配合使用 。 ５ ． ６ 　 浸油 ： 与物镜有相近折射率的油 。 ５ ． ７ 　 橡皮泥或黏土 ： 具有一定柔韧性和黏性 。 ５ ． ８ 　 光滑金属板或玻璃 。 ５ ． ９ 　 载玻片 。 ６ 　 仪器 ６ ． １ 　 反射光偏光显微镜 ： 所有的光学组件 （ 物镜 、 目镜 、 偏光器和分析器 ） 应确保在正交偏振光下放大倍 数为 ４００ 倍 ～ ５００ 倍的情况下能够对干样品进行检测 ， 对于放大倍数大于 ５００ 倍的 ， 应使用油浸式物 镜 ； 这种显微镜应配有可将样品旋转 ３６０° 的圆形平台 ， 这种平台应可以使样品在两个正交方向按设定 的固定增量被推进 ； 显微镜的目镜应配有网格或十字线 。 ６ ． ２ 　 熔样设备 ： 空气浴 、 电热鼓风干燥箱 、 可调封闭电炉或其他加热设备 ； 空气浴应满足 ＧＢ ／ Ｔ２２９４ 有 ３ 犌犅 ／ 犜 ３８３９６ — ２０１９ 关熔样设备的要求 。 ６ ． ３ 　 研磨和抛光设备 ： 带一个或几个磨盘 ， 能够将沥青样品放置其上进行研磨 、 抛光至平整 ， 表面无擦 痕 ， 直径 ２００ｍｍ ～ ２１０ｍｍ ， 转速 １５０ｒ ／ ｍｉｎ ～ ４００ｒ ／ ｍｉｎ （ 推荐带有固定样品的附加装置 ）。 ６ ． ４ 　 样品清洁器 ： 在样品磨碎和抛光的不同阶段需要一些装置对样品进行清洗 ， 这些装置可以是超声 波设备 、 简单的水流装置或吹风机 。 ６ ． ５ 　 压平器 。 ７ 　 试样的采取和制备 ７ ． １ 　 试样的采取 按 ＧＢ ／ Ｔ２０００ 的规定进行 。 较大颗粒 ： 将待测固体沥青样品敲碎至粒径约 １０ｍｍ ～ ２０ｍｍ ； 细颗 粒 ＜ １０ｍｍ 。 ７ ． ２ 　 试样的准备 ７ ． ２ ． １ 　 脱水 如果固体样品含有水 （ 如水下成型后中间包裹水分 ）， 需将待测样品在 ６０℃ 以下风干 ， 或者在电热 鼓风干燥箱中干燥 。 如果不含水可以略去此步骤 。 ７ ． ２ ． ２ 　 熔融固化 将盛有固体沥青的熔样勺置于加热空气浴上方或将盛有沥青的不锈钢杯放入设定好温度的干燥箱 内 ， 待样品完全熔化后倒入容器 。 用电炉加热时 ， 应不断搅拌以防止局部过热 ， 直到样品变得流动 ， 小心 搅拌以免气泡进入样品中 。 加热至倾倒温度的时间不超过 ３０ｍｉｎ 。 各种加热方式其加热温度不超过 沥青预计软化点加 １１０℃ 。 容器内固化后样品按 ７．１ 中较大颗粒准备 。 ７ ． ２ ． ３ 　 固化成型 ７ ． ２ ． ３ ． １ 　 将塑料环放在光滑金属板或玻璃上 ， 用黏土在环的四周固定 。 用橡皮弹性模具则可以省略此 步骤 。 ７ ． ２ ． ３ ． ２ 　 在塑料环或橡皮弹性模具内放入 ４ ～ ８ 小块粒径约 １０ｍｍ ～ ２０ｍｍ 固态沥青试样 ， 底面部分 试样宜有四块以上 ， 将树脂与固化剂按说明书规定的比例调匀后倒入容器 。 ７ ． ２ ． ３ ． ３ 　 冬季环境温度低时可置于设定温度为 ３０℃ ～ ４０℃ 的干燥箱内 ， 以加快固化 。 ７ ． ２ ． ３ ． ４ 　 待树脂和沥青体系完全固化 ， 将样品从橡皮弹性模具内取出 。 如在一次性塑料模具内则不需 取出 。 ７ ． ２ ． ４ 　 样品表面准备 ７ ． ２ ． ４ ． １ 　 将样品夹具安在调整台上 ， 注意样品夹具中心有凹面的朝上 ， 放入成型后的样品 ， 研磨面向下 ， 在螺杆上放上压紧垫片 ， 将样品平面旋钮拧紧 ， 一手按住各样品 ， 一手分别拧紧样品夹具螺钉 ， 将各样品