苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性沥青防水卷材的制备及性能

为了研究改性剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)掺量、基础油环烷油掺量以及加工温度对SBS弹性体改性沥青防水卷材性能的影响,分别以SBS热塑性弹性体改性沥青、长纤维聚酯毡、聚乙烯膜作为浸涂材料、胎基和隔离材料,采用高温溶胀、剪切工艺,制备SBS弹性体改性沥青防水卷材。结果表明,当改性剂SBS的质量分数为15%,基础油环烷油的质量分数为20%,加工温度为180℃时,SBS弹性体改性沥青防水卷材的性能最佳。     

增塑剂对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性沥青低温性能的影响

为改善苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)改性沥青在严寒地区的低温性能,以SBS改性沥青为基础,掺加邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和己二酸二辛酯(DOA)2种增塑剂,采用弯曲梁流变(BBR)试验对未老化与短期老化(RTFOT)条件下各沥青低温性能进行测定,并通过低温连续分级温度(TLC)及松弛时间(λ)等指标评价沥青的低温性能,结合傅里叶转变红外光谱(FTIR)设备探究增塑剂对于沥青性能变化的作用机理。结果表明,增塑剂可明显降低SBS改性沥青的劲度模量,提高蠕变速率,改善效果随增塑剂掺量增大而提高,对比老化前后沥青指标发现,增塑剂可降低SBS改性沥青老化前后性能差异。在相同增塑剂掺量条件下,脂肪族二元酸酯类增塑剂DOA对沥青低温性能改善效果最佳,邻苯二甲酸酯类增塑剂DOP抗老化效果最好。低温连续分级温度(TLC)及松弛时间(λ)等指标对于掺加增塑剂的SBS改性沥青低温性能具有良好的区分度。通过FTIR分析可知增塑剂对于SBS改性沥青低温性能及抗老化性能的作用机理。     

SBS/废胶粉复合改性沥青的性能

以AH-70为基质沥青,加入经糠醛抽出油预溶胀的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS),外掺胶粉制备复合改性沥青(SBS/CRMA)。通过正交试验考察糠醛抽出油掺量、胶粉掺量、搅拌温度和搅拌时间对改性沥青性能的影响,采用动态剪切流变仪对SBS/CRMA、SBS改性沥青(SBSMA)和胶粉改性沥青(CRMA)的流变性能进行分析,并通过荧光显微镜观察SBS/CRMA的微观结构。由正交试验得到最优方案为:糠醛抽出油掺量8%(质量分数)、胶粉掺量25%(质量分数)、搅拌温度210℃和搅拌时间2.5h。在最优方案下制得SBS/CRMA的5℃延度为327mm、软化点为78.0℃、弹性恢复91.6%。SBS/CRMA在低温下更柔韧,高温下更坚硬,温度敏感性降低,抗车辙形变能力增强。结合荧光显微镜结构图,提出了SBS/CRMA的三维网络结构模型。     

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物-改性胶粉复合改性沥青路用性能流变学分析

为研究改性剂掺量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene block copolymer,SBS)-改性胶粉(modified rubber powder,MCR)复合改性沥青路用性能的影响,通过常规流变学试验方法,定性对比研究了SBS和MCR改性剂掺量对SBS-MCR复合改性沥青黏弹性的影响,量化分析了沥青胶结料路用性能的变化规律;通过多重应力蠕变试验,对比研究了不同改性剂掺量下沥青胶结料高温抗车辙性能的提升效果和差异;基于低温弯曲蠕变试验对8种沥青胶结料的蠕变劲度模量和蠕变速率进行对比研究,分析比较了材料在低温柔性和应力松弛性方面的差异.结果表明:不同改性剂掺量的SBS-MCR复合改性沥青虽然高温PG分级相同,但其抵抗高温变形的能力却可能存在差异;SBS和MCR改性剂对沥青胶结料劲度模量的提升效果相近;8种SBS-MCR复合改性沥青胶结料低温等级为-24℃,低温路用性能良好;最终推荐改性剂的合理掺量为4％SBS+11％MCR.     

改性沥青中SBS含量电化学检测法抗干扰指标

为了辨别SBS改性沥青中是否掺加SBS类似物或沥青类似物,排除其对改性沥青中SBS含量电化学检测方法的干扰。以橡胶粉、糠醛抽出油和芳烃油为干扰剂加入改性沥青中,模拟不良沥青生产商为降低SBS掺量而使用其生产改性沥青的情况。对不同SBS掺量的改性沥青标准样品进行SBS含量电化学分析试验,建立标准样品滴定体积与SBS掺量标准曲线。同时,对不同SBS掺量的改性沥青标准样品分别进行针入度、延度、软化点、弹性恢复和135℃运动黏度试验,拟合出各技术指标与SBS掺量标准曲线。然后,对不同干扰剂掺量的改性沥青分别进行SBS含量电化学检测和上述性能试验,并建立相应的关系曲线。将掺干扰剂的改性沥青试验关系曲线与改性沥青标准样品试验标准曲线进行对比分析,得到能够识别改性沥青中是否添加上述干扰剂的指标,并对提出的改性沥青中SBS含量电化学检测方法的抗干扰指标进行了可靠性分析。结果表明:延度可用于识别改性沥青中是否掺加了橡胶粉,延度和软化点2个指标可用于识别改性沥青中是否添加了糠醛抽出油和芳烃油,且延度和软化点与SBS含量的相关系数均达0.937以上,通过了显著性检验。     

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青中改性剂含量的检测方法

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)掺量是决定SBS改性沥青路用性能的重要因素之一。为了抵制市场上SBS改性沥青中改性剂掺假现象,通过国内外文献研究,对目前市场上常用的SBS改性剂含量的检测方法进行了整理总结,其中主要包括物理方法和化学方法,即红外光谱法、荧光显微法、凝胶渗透色谱法、热重分析法、提取分离法、双键滴定法以及电位滴定法。系统梳理了各种方法的基本原理以及实验过程中存在的问题,总结出化学检测方法比传统的物理方法精确度高。由于SBS含量易受到其他因素的干扰,采用单一的检测方法并不能完全地反映出改性剂的含量,因此结合各方法的优点,提出了一种新型的交叉检测方法理念:红外光谱法作为基础的定性判断,采用化学方法进行改性剂含量测定,最终通过其他物理手段排除一切干扰因素。     

纳米ZnO/SBS改性沥青储存稳定性及其机理分析

为了改善纳米氧化锌/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(ZnO/SBS)改性沥青的热储存稳定性,选用两种基质沥青、两种SBS的纳米ZnO/SBS改性沥青,通过离析试验,研究分析了纳米ZnO/SBS改性沥青的制备工艺、基质沥青种类、SBS类型及掺量、纳米ZnO掺量等因素对纳米ZnO/SBS改性沥青稳定性的影响.采用表面稳定剂改善纳米ZnO/SBS改性沥青的热储存稳定性,利用荧光显微图像分析了纳米ZnO/SBS改性沥青的稳定机理.结果表明,纳米ZnO/SBS改性沥青离析主要是由于SBS的离析所引起,纳米ZnO的加入在一定程度上改善了SBS改性沥青热储存稳定性,但是效果甚微;添加稳定剂可以制得热储存稳定性良好的纳米ZnO/SBS改性沥青.     

再生SBS改性沥青疲劳特性研究

针对再生苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青疲劳特性恢复程度的问题,采用动态剪切流变仪(DSR),对老化SBS改性沥青、新SBS改性沥青和再生SBS改性沥青进行了重复加载试验.以Nf50、衰减百分率D分析了新SBS改性沥青针入度等级、旧SBS改性沥青掺量和老化程度对再生SBS改性沥青疲劳寿命的影响,并进行了相关性分析.试验结果表明:与新SBS改性沥青针入度等级、旧SBS改性沥青老化程度相比,旧SBS改性沥青掺量是影响再生SBS改性沥青疲劳寿命的显著性因素.在旧SBS改性沥青掺量达到35％及以上时,再生SBS改性沥青的疲劳寿命恢复效果较差.再生SBS改性沥青疲劳寿命与沥青的弹性恢复关联性最强,其次是软化点.而沥青针入度、延度与疲劳性能的关联性较弱,推荐将弹性恢复指标作为筛选SBS改性新沥青以及评价再生SBS改性沥青疲劳性能的辨识性指标.添加再生剂对疲劳性能改善的作用较小,建议再生改性疲劳性能恢复采取补充SBS改性剂等措施.     

废机油对改性沥青感温性及路用性能的影响

为分析废机油的掺入对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/胶粉(SBS/CR)复合改性沥青温度敏感性的影响,采用针入度指数(PI)、针入度黏度指数(PVN)以及黏温指数(VTS),分别评价5个不同废机油掺量的复合改性沥青在中温、中高温及高温区间下的温度敏感性,同时结合高温车辙、低温小梁、浸水马歇尔及冻融劈裂试验,全面评价掺入废机油对SBS/CR复合改性沥青混合料性能的影响规律。研究结果表明:废机油掺量对复合改性沥青感温性能在不同温度区间的影响结果具有一致性,即废机油的掺入会提高改性沥青的温度敏感性,且掺量越多,温度敏感性越强。当废机油掺量超过50%时,复合改性沥青的感温性骤增,混合料的高温稳定性显著降低。为保证SBS/CR复合改性沥青及混合料的路用性能,建议废机油掺量控制在50%以内。     

废旧沥青混合料掺量对热再生改性沥青混合料拌和压实温度的影响

为研究废旧沥青混合料(RAP)掺量对热再生乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料拌和压实温度的影响,通过室内试验得到旧料掺量、再生级配、拌和压实温度与再生混合料体积指标的关系;并以4%空隙率为目标体积确定AC-16再生SBS沥青混合料的最佳拌和压实温度。结果表明:再生混合料毛体积密度不与拌和压实温度呈线性关系,毛体积密度随温度变化出现峰值;Superpave级配不适用标准击实方式;同一拌和压实温度下,随着旧料掺量的增加,混合料空隙率会越大;旧料掺量在20%～40%情况下,掺量每增加10%,最佳拌和压实温度提高5℃左右;40%高RAP掺量下,再生SBS改性沥青混合料各路用性能都能达到规范要求。     

室内空气甲醛含量检测中甲醛储备液标定方法的改进

对测定室内空气中甲醛含量过程中甲醛储备液标定方法进行改进,用加入碘酸钾标准溶液的量和硫代硫酸钠溶液滴定所消耗的体积,直接计算出甲醛储备液浓度。与国标法比较,该方法简化了操作步骤,耗时短,且精确度高,可作为标定甲醛储备液的一种新方法。     

煤直接液化残渣改性沥青低温性能的改进

为改善煤直接液化残渣(DCLR)改性沥青的低温性能,利用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、橡胶粉、3种增塑剂(马来酸二辛酯(DOM)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和水性丙烯酸树脂(WAR))等方法对DCLR改性沥青进行二次复合改性,并进行5℃延度、弯曲梁流变(BBR)以及电镜扫描试验。结果表明:采用SBS(掺量(质量分数)低于3%)或橡胶粉(掺量低于15%)单一改性剂可以改善DCLR改性沥青的低温性能,如果SBS或橡胶粉掺量过高,反而起不到改善作用;采用复合改性剂(SBS和橡胶粉)对DCLR改性沥青的低温性能改善效果较好,其中采用2%SBS和15%橡胶粉复合改性剂时,DCLR改性沥青的性能基本上能满足SBS改性沥青I-D的技术要求,较单一改性剂对DCLR改性沥青低温性能改善提升约1倍;3种增塑剂中WAR对DCLR改性沥青的低温改善效果最差,DOP次之,DOM最好,其中3%DOM对DCLR改性沥青二次复合改性后的性能也能满足SBS改性沥青I-D的技术要求;3%DOM对DCLR改性沥青二次复合改性的制备工艺相对于复合改性剂(2%SBS和15%橡胶粉)操作简单,推荐利用3%DOM来提高DCLR改性沥青的低温性能。     

苯乙烯-丁二烯共聚物在沥青中的分散性

对苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改进沥青性能进行了实验研究.用Brook fieled旋转黏度计测定了SBS对两种沥青进行改性后样品的系列黏度.实验发现SBS在含芳烃较高的沥青中分散性能好,增黏效果显著,尤其是当其质量分数大于3%后芳烃含量较高的沥青黏度增大幅度较大;SBS对沥青的针入度、软化点、延度等物理性能的影响也非常明显.通过对SBS改性沥青性能的机理分析,表明SBS在沥青中的分散性是提高改性沥青性能的重要因素.适当添加芳烃有助于提高SBS改性沥青的物理性能.     

苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物改性沥青贮存稳定性评价方法

为了研究基于动态剪切流变（DSR）试验的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青贮存稳定性的评价方法,通过选择SBSΙ-D改性沥青为研究对象,测试其在163 ℃下不同贮存时间的离析软化点差,基于相对应的复数剪切模量、相位角以及车辙因子,提出了以复数剪切模量离析参数、相位角离析参数、车辙因子离析参数以及三个参数与温度所形成的线性斜率为参数的SBS改性沥青贮存稳定性评价指标其计算模型。研究结果表明：SBS改性沥青的离析软化点差随着高温贮存时间的延长而逐渐增大,两者基本呈线性关系;离析后SBSΙ-D改性沥青上部1/3的弹性成分、抗变形能力及高温性能明显大于下部1/3;基于DSR试验的SBS改性沥青贮存稳定性评价指标的评价结果与基于离析软化点差所获得的的评价结果具有高度的一致性。     

外加剂对FTIR测定改性沥青SBS含量影响

为了研究外加剂对傅里叶红外光谱法(FTIR)测定改性沥青中SBS含量(质量分数)检测精度的影响,采用Nicolet iS10红外光谱仪对基质沥青、SBS改性剂、SBS改性沥青、橡胶油和硫磺2种外加剂进行红外光谱扫描,并结合OMNIC软件读取各材料红外光谱图的特征峰面积,包括SBS在699、966 cm~(-1)处与基质沥青在1 377 cm~(-1)处的特征峰面积,建立SBS与基质沥青特征峰面积的比值A(分别记为A_(699)和A_(966))与SBS含量关系的标准曲线。同时为了考虑硫磺掺量和橡胶油掺量对SBS含量检测的影响,设计了三因素三水平正交试验,用F检验对正交试验结果进行了方差分析,并依据标准曲线对正交试验结果进行反算求得SBS预测含量。研究结果表明:A值与SBS含量具备良好的正相关关系;外加剂对SBS含量检测精度影响较大,3种因素对SBS含量检测的影响程度不同,因素主次顺序依次为SBS含量、硫磺掺量和橡胶油掺量,且除了以A_(966)为指标计算的橡胶油掺量因素F值小于F临界值外,其余因素对试验结果均有显著影响,硫磺的加入使A值减少,橡胶油的加入降低了A值的增幅;利用标准曲线对正交试验结果反算得到的SBS预测含量与实际含量之间的相对误差普遍超过10%,最大值甚至超过15%;外加剂对FTIR检测改性沥青SBS含量的影响不可忽略,实际工程中采用FTIR检测SBS含量时应考虑外加剂的影响。     

基于黏弹性理论的天然沥青复合改性沥青低温流变性能

为优化天然沥青低温性能欠佳的问题,采用低温弯曲流变试验(BBR)对不同掺量下的橡胶/天然沥青及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/天然沥青复合改性沥青的低温性能进行试验;并结合Burgers模型对其蠕变数据进行拟合,以分析天然沥青复合改性沥青的低温性能。结果表明:橡胶和SBS掺入使新疆岩沥青(XRA)和天然湖沥青(TLA)天然改性沥青的黏性和弹性得到相应的改善;且其松弛时间逐渐减小,耗散能比与蠕变导数逐渐增加;低温下的应力松弛能力及弹性后效得到改善。在同一温度下,橡胶和SBS延缓了XRA与TLA到达蠕变稳定的时长;但随着温度的不断降低,其蠕变稳定时长逐渐减小。随着橡胶和SBS掺量的增加,XRA和TLA复合改性沥青的低温性能有显著的提高;且橡胶对XRA和TLA天然改性沥青低温性能的改善优于SBS。随着温度的降低,不同掺量下的橡胶和SBS对其低温性能的改善程度逐渐减小。     

以氢氧化钠溶液为吸收剂的硫化物定量方法——滴定法的建立

对硫化物的传统实验室分析方法进行改进.以氢氧化钠溶液代替乙酸锌溶液为吸收剂,以碘量法为定量分析方法时,滴定过程应重新建立.实验对比在碱性和弱酸性条件下,硫代硫酸钠溶液在滴定过程中的体积,建立了碘量法滴定方法.滴定过程改变了加酸顺序,即先加酸.滴定全程空白消耗硫代硫酸钠溶液9.88 mL,小于检出限.空白和全程空白加标实验条件下的回收率分别为94.6%,99.0%,实验土壤的加标回收率分别为88.3%(花园土)、86.9%(污灌区土)、88.5%(严重污染土壤/西大沟),回收率均在85%以上,检出限为1.55 mg/kg.该方法改变了实验分析中硫化物的吸收方式,缩短了实验时间,提高了工作效率.     

2,6?二叔丁基对甲酚对SBS改性沥青抗老化性能的影响

为了提高苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的抗热氧老化及抗紫外线老化性能,以2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)为原材料,利用BHT能够消除SBS改性沥青中自由基的作用机理,对掺加不同剂量BHT的SBS改性沥青进行旋转薄膜加热(RTOFT)延长老化试验、室内加速紫外线老化试验和常规路用性能试验.研究结果表明:BHT能够为SBS改性沥青中的自由基迅速提供氢原子,以提高沥青的抗氧化性能;BHT能够有效地提高SBS改性沥青的抗热氧老化及抗紫外线老化能力;BHT对SBS改性沥青的其他路用性能无明显提升或降低作用.     

基于硫化机理的直投式乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青稳定剂配方

为了改善乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的热储存稳定性,研究基于硫化机理,设计了38种稳定剂配方。通过测试样品48 h离析软化点差、软化点、针入度、延度性能指标的变化,研究各配方下稳定剂对改性沥青热储存稳定性的改善效果,确定新型稳定剂的最佳配方。结果表明:新型直投式稳定剂最佳配方为硫(S)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、氧化锌(Zn O)、高岭土质量之比为60∶16∶4∶1 750;该稳定剂可以改善SBS改性沥青的热储存稳定性、有效地提高改性沥青的软化点,对135℃布氏黏度以及针入度均有一定的提升作用。     

废机油再生SBS改性沥青性能及再生机理

为研究废机油对老化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene, SBS)改性沥青的再生效果及再生机理。采用沥青加速老化试验模拟长期老化过程制备老化SBS改性沥青,分别添加不同含量的废机油制备再生沥青,并结合沥青物理性能、流变性能试验评价再生SBS改性沥青性能。在此基础上,采用红外光谱试验、四组分分析试验、荧光显微分析试验探究废机油再生SBS改性沥青机理。研究结果表明：老化后SBS改性沥青针入度与延度降低,软化点与粘度增加,废机油的掺入将会增加老化SBS改性沥青针入度与延度,降低软化点与粘度,且与废机油掺量呈正比;废机油的使用将会降低再生SBS改性沥青的高温流变性能,提高再生SBS改性沥青的疲劳寿命;废机油能够降低老化SBS改性沥青劲度模量,对蠕变速率指标影响不显著;SBS改性沥青在老化过程中SBS发生破坏,沥青中的羰基与亚砜基含量增加,而废机油的掺入将会降低老化沥青中羰基与亚砜基含量,属于物理再生过程;SBS改性沥青老化后,饱和分、芳香分含量减少,胶质、沥青质含量增加,而废机油掺入后影响则反之;废机油的掺加将会使断裂的SBS分子部分溶胀,恢复沥青性能。