基于红外光谱法的SBS改性沥青共混机理

采用高速剪切工艺在实验室制备了SBS物理和化学改性沥青，基于红外光谱法对SBS改性沥青中沥青的杂原子化合物及SBS中特征官能团进行分析，通过比较基质沥青、SBS、SBS物理改性沥青及SBS化学改性沥青的四种红外光谱图，揭示了SBS改性沥青的共混机理．结果表明SBS物理改性沥青的红外光谱图为基质沥青与SBS红外光谱图的简单叠加，说明SBS与基质沥青只是简单的物理共混共容．而SBS化学改性沥青的红外光谱图却有略微变化，说明由于SBS与基质沥青在强剪切力作用下的溶混炼以及稳定剂的添加，其中少量的SBS发生断裂，产生大分子自由基，从而与基质沥青发生化学反应，SBS之间发生交联反应而SBS与基质沥青之间发生了接枝反应．利用红外光谱法还可以测定SBS改性沥青中SBS的含量，从而评价SBS改性沥青的技术性能．     

基于红外光谱分析的改性沥青SBS含量快速测定技术

为研究改性沥青中SBS改性剂含量的快速测定技术,基于红外光谱分析法,采用Bruker Alpha红外光谱设备获得不同改性剂含量的SBS改性沥青红外光谱图,利用OPUS处理软件测定966、1 456、1 602、2 852、2 921 cm~(-1)等特征吸收峰处的峰值面积与峰高值,并建立上述特征参数与SBS改性剂含量关系的回归模型,并对回归模型的准确性进行验证。同时,为了进一步消除溴化钾压片厚度对试验结果的影响,选用基质沥青的2个特征吸收峰813、1 377 cm~(-1),采用吸光度比值的方法(SBS改性剂的特征吸收峰参数与其和基质沥青的特征吸收峰参数之和的比值作为回归变量)进行回归分析。研究结果表明:966 cm~(-1)特征峰为SBS改性剂中碳碳双键上碳氢键的专属弯曲振动峰,与SBS含量之间具有高度的线性相关性;无论是813还是1 377 cm~(-1),采用特征吸收峰值面积均比峰高度值回归的精度更高,而且813 cm~(-1)比1 377 cm~(-1)作为特征吸收峰的相关性更好;最终选用966 cm~(-1)的峰值面积与其和813 cm~(-1)峰值面积之和的比值作为回归参数,与SBS改性剂含量之间的回归精度高达0.992 5,检测结果误差仅为0.1%。此外,通过改变SBS改性沥青种类、改性剂类型和稳定剂类型,验证该检测方法的适用性,其相对误差同样可以控制在5%以内。研究结果可为实际工程中SBS改性沥青中SBS的含量快速、准确测定提供参考。     

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。     

SBS含量对沥青老化性能的影响

为了提高SBS改性沥青的路用性能,延长路面使用寿命,本文通过物理指标试验、流变测试、傅里叶红外光谱法（FTIR）和凝胶色谱法（GPC）对比分析了不同含量SBS改性沥青老化前后的性能差异,探究了SBS含量对沥青老化性能的影响。结果表明：短期老化后,随着SBS含量的增加,沥青粘度和复数模量增大,针入度减小,延度迅速下降,沥青显示出脆性;改性剂发生降解,GPC图谱中改性沥青SBS特征峰峰面积均有所减小;改性沥青的红外光谱图在1696 cm-1（C=O伸缩振动）处出现新的特征吸收峰。长期老化后,改性沥青中大分子物质几乎完全降解,SBS特征峰均消失;红外光谱图中1696 cm-1处吸收峰强度加强,BI指数减小一半;随着SBS含量的增加,CI指数和SI指数变化不大,而BI指数持续增加并与SBS含量呈现良好的线性关系。     

SBS含量对沥青老化性能的影响

为提高苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS)改性沥青的路用性能，延长路面使用寿命，通过物理指标试验、流变测试、傅里叶红外光谱法和凝胶色谱法（GPC）对比分析不同含量SBS改性沥青老化前后的性能差异，探究SBS含量对沥青老化性能的影响. 结果表明：短期老化后，随着SBS含量的增加，沥青粘度和复数模量增大，针入度减小，延度迅速下降，沥青显示出脆性；改性剂发生降解，GPC图谱中改性沥青SBS特征峰峰面积均有所减小；改性沥青的红外光谱图在1696cm^-1（C=O伸缩振动）处出现新的特征吸收峰. 长期老化后，改性沥青中大分子物质几乎完全降解，SBS特征峰均消失；红外光谱图中1696cm^-1处吸收峰强度加强，丁二烯指数（BI）减小一半；随着SBS含量的增加，羰基指数和亚砜基指数变化不大，而BI指数持续增加,并与SBS含量呈现良好的线性关系.     

老化时间对SBS改性剂与沥青胶结料官能团的影响

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和弯曲梁流变(BBR)试验,对老化0h、1h、5h、8h、24h、48h和72h条件下的2种沥青胶结料进行低温性能试验并与SBS改性剂进行官能团分析,探究基质沥青、SBS改性剂与其改性沥青的官能团随老化时间变化趋势,分析其老化方式,建立2种沥青胶结料官能团与其低温性能之间的关系。结果表明：SBS改性剂的老化是由聚丁二烯和聚苯乙烯的共同作用导致的,其老化方式主要是以烯烃和烷烃发生降解为主；基质沥青和改性沥青老化方式均是轻质油份挥发并与空气中氧气发生交联反应。SBS改性剂与其改性沥青在特征红外吸收峰处变化趋势不同,因此仅采用SBS改性剂特征红外吸收峰变化趋势不足以反应其改性沥青的特征峰变化。2种沥青胶结料的羰基指数与蠕变柔量导数指标存在良好的线性相关,可反映沥青低温变形能力。     

改性沥青SBS含量的红外光谱分析

为了准确检测改性沥青中SBS改性剂的含量,采用傅里叶变换红外光谱仪对基质沥青、SBS改性剂和SBS改性沥青进行透射光谱分析,根据波数966.1cm-1和698cm-1处出现的特征吸收峰,可定性判别改性沥青中SBS改性剂的存在状况,同时根据改性沥青中SBS改性剂含量与其波数966.1cm-1处的特征吸收峰的吸光度关系,建立了SBS改性剂含量与特征吸收峰处吸光度的线性回归模型,以此来定量分析改性沥青中SBS改性剂含量。研究结果表明:SBS改性剂含量检测结果与实际SBS改性剂掺量基本一致,红外光谱分析法能有效检测改性沥青中SBS改性剂的含量,从而实现对SBS改性沥青质量的监控。     

基于红外光谱的沥青SBS 含量自动测定方法

为有效检测沥青中SBS( Styrene-Butadiene-Styrene Copolymer) 含量,提出了一种基于红外光谱法测定改性沥青SBS 含量的方法。该方法对比分析SBS 改性剂和基质沥青红外光谱,确定SBS 改性剂特征峰966 成为定量测定沥青SBS 的关键点,引入复化辛普生求积公式求吸收峰峰面积; 依据朗伯-比耳定律,通过最小二乘法拟合出峰面积比与SBS 含量之间关系的标准曲线。最后用辽河石化70#基质沥青制备不同SBS 含量的改性沥青,最终校正样本和测试样本测定的SBS 含量平均误差分别是0． 14%、0． 02%。实验结果表明,该方法相比原有凝胶渗透色谱等试验测定方法具有速度快、精度高、易操做等特点,为今后道路建设工程中及时检测沥青 SBS 含量提供一种科学有效的方法。     

药食同源鸡内金的红外检测研究

以药食同源鸡内金作为研究对象,利用傅里叶红外光谱技术进行红外光谱检测分析研究,主要进行了一维FT-IR光谱检测,二阶导数光谱处理,稳定性检测实验,同时完成鸡内金标准品和不同炮制品的红外检测和谱图对比分析.通过对FT-IR谱图的分析,可以得到鸡内金红外光谱图的主要特征峰的峰位及其强度如下(其中红外检测波数范围是4 000~400 cm~(-1),绝对阈值为0.39,灵敏度为50):在1 653.56 cm~(-1)处的特征吸收峰的强度为0.607,在1 533.43 cm~(-1)处的特征吸收峰的强度为0.525,在3 300.01 cm~(-1)处的特征吸收峰的强度为0.521.通过对鸡内金的一维红外谱图,二阶导数对比谱图,及其稳定性检测结果的分析,表明了红外检测为鸡内金及其相关食品和药材质量标准研究提供了重要依据,为后续鸡内金在食品和中药材质量研究中应用提供理论依据与实验基础.     

橡胶粉-石油沥青交联机制及高温流变特性

为了研究橡胶粉-石油沥青的交联机制及橡胶粉改性沥青的高温流变性能，通过基本性能、动态剪切流变和傅里叶红外光谱试验对橡胶粉改性沥青材料的高温流变性能和两种材料之间的交联机制进行研究。研究结果表明：橡胶粉可有效改善基质沥青的高低温性能，基质沥青针入度值较橡胶粉改性沥青增大86.44%，软化点较橡胶粉改性沥青减小24.28%，橡胶粉改性沥青的5 ℃延度较基质沥青减小49.32%，同时橡胶粉改性沥青的复数模量和车辙因子显著高于基质沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青，相位角明显小于其他两种沥青。基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青和橡胶粉改性沥青具有相似的傅里叶红外光谱振动特征峰，但由于橡胶粉和沥青之间发生物理溶胀、化学降解和脱硫等作用导致橡胶粉改性沥青在特征位置的振动峰显著强于其他两种沥青。     

基于红外光谱无损检测自封袋表面微量毒品的研究

验证显微红外技术通过红外显微镜快速采集微量甚至痕量样品红外光谱的能力.研究中所采用的检测方法是利用红外显微镜直接采集塑料自封袋表面微量毒品的红外光谱图,并与毒品标准红外光谱的吸收峰尤其是特征吸收峰进行定性比对分析.研究结果表明,采集到的样品红外光谱图与毒品标准红外光谱的主要吸收峰尤其是特征吸收峰相吻合,达到了预期的研究目的,并可为侦破涉毒案件提供充分证据.     

国产50号沥青与SBS改性沥青的性能比较

本文对50号沥青和SBS改性沥青进行了沥青标准体系比较、沥青及沥青混合料性能评价试验比较.研究分析表明,SBS改性沥青较50号沥青具备更好的高温稳定性和低温抗裂性.50号沥青较SBS改性沥青在水稳定性上有一定改善,但是存在质量稳定性差,温度敏感性较差等缺点.     

紫外线对沥青特征官能团和玻璃化温度的影响

为了评价紫外线老化对沥青性质的影响，利用红外光谱和差示扫描量热分析方法，研究了不同紫外线老化时间对沥青特征官能团和玻璃化转变温度的影响。通过试验分析，得到紫外线老化0、240h、720h、1200h与沥青特征官能团吸收峰强度及玻璃化转变之间的关系。结果表明：基质沥青经240h紫外线老化即达深度老化，羰基和亚砜官能团吸收峰强度最大，而比热容和玻璃化转变温度最小，如继续老化，则其羰基、亚砜官能团、比热容和玻璃化温度变化趋于平缓；SBS改性沥青深度老化速度远慢于基质沥青。     

回收沥青材料相关特性研究

利用红外光谱仪（FT-IR）和动态剪切流变仪（DSR）研究沥青的化学组成和流变性能。同时引入统计分析的方法研究矿料级配的变异性。试验结果表明：与新沥青相比，回收沥青材料中的沥青化学表现为红外光谱中羰基及亚砜基团吸收峰的提高，芳香基团的降低。流变试验表明回收沥青材料中的沥青有较高的复合模量和较低的相位角。统计分析表明，0．075cm筛孔的通过率具有很高的变异系数。     

SBS改性AH-70沥青乳化前后性能及微观结构研究

采用先改性后乳化的工艺制备苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性乳化沥青,将其蒸发残留物和改性沥青的性能进行对比,并利用荧光显微镜(FM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)及差示扫描量热(DSC)等分析手段,评价改性沥青乳化前后的微观结构及热稳定性变化。结果表明:改性沥青乳化后的软化点5、℃延度及弹性恢复率均减小,离析试验软化点差变大,性质衰减后仍较基质沥青有大幅度提高,符合I-D级规范要求;改性沥青为两相分散均匀的三维网状结构,乳化后沥青和SBS分子之间的交联结构并未发生明显变化,只是有少量SBS大颗粒析出、沥青发生轻微老化,热稳定性稍微变差。     

回收沥青材料相关特性研究(英文)

利用红外光谱仪(FT-IR)和动态剪切流变仪(DSR)研究沥青的化学组成和流变性能。同时引入统计分析的方法研究矿料级配的变异性。试验结果表明:与新沥青相比,回收沥青材料中的沥青化学表现为红外光谱中羰基及亚砜基团吸收峰的提高,芳香基团的降低。流变试验表明回收沥青材料中的沥青有较高的复合模量和较低的相位角。统计分析表明,0.075cm筛孔的通过率具有很高的变异系数。     

SBS和SEBS改性沥青及混合料抗老化性能

为了对比SBS和SEBS改性沥青及混合料抗老化的能力,设计紫外光老化试验,模拟在野外光氧条件下的长期老化;用傅立叶红外光谱分析了沥青及SBS,SEBS改性沥青老化前后结构与性能的变化.紫外光辐射试验表明,SEBS改性沥青及其混合料的热稳定性和抗光氧老化能力好于SBS改性沥青及其混合料;傅立叶红外光谱分析表明,改性沥青老化后性能下降主要是改性剂中双键断裂造成的.综合红外微观分析和宏观性能试验结果,SEBS改性沥青及其混合料具有良好的抗紫外线性能,使用寿命可以比SBS改性沥青混合料高1倍以上.适合于南方和高原紫外线强烈地区使用,尤其适用于对老化性能要求较高的开级配道路.     

SBS改性沥青与石料的剪切性能

针对水煮法评价SBS改性沥青与石料间黏附性的局限性,以沥青与石料的黏结机理分析为基础,设计了基于剪切试验的沥青与石料黏附性评价方法,提出了以剪切强度作为黏附性定量评价指标,通过剪切试验,验证了剪切强度指标的可行性,分析了SBS改性剂类型、掺量和试验温度对SBS改性沥青与石料黏结作用的影响.结果表明:SBS的掺入显著改善了沥青与石料的黏结作用;随SBS掺量的增加,改性沥青与石料的黏结作用有明显的增大,当掺量为4%时,SBS改性沥青与石料的剪切强度较基质沥青提高约100%;同时,也说明剪切强度指标可定量评价沥青与石料的黏结效果,从而为改性沥青的性能评价和质量控制提供参考.     

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。     

低温地区沥青结合料参数对沥青路面开裂的影响研究

为了研究河北低温地区沥青结合料参数对沥青路面裂缝病害的影响,以河北低温地区5条高等级公路共计80条路段为依托,采用不同PG分级的90#基质沥青和SBS改性沥青,通过现场调研、DSR动态剪切流变试验以及数理统计方法,分析沥青结合料的材料类型,应用类型以及流变参数与裂缝病害之间的关系.研究结果表明:在河北低温地区,级配碎石基层路面工程的抗横向裂缝性能较好,薄层罩面养护工程的抗纵向裂缝性能较好.对于新建半刚性基层路面和薄层罩面养护工程宜选用PG58-34基质沥青,对于新建级配碎石基层路面工程宜选用PG58-34 SBS改性沥青;相位角为64°左右的SBS改性沥青材料和相位角为81°左右的90#基质沥青材料适用于河北低温地区,不推荐该区域采用PG64-28 SK90#基质沥青;各结合料参数对河北低温地区沥青路面横向裂缝病害的影响权重排列为:材料类型>相位角>应用类型>复数剪切模量,对纵向裂缝病害的影响权重排列为:材料类型>应用类型>相位角>复数剪切模量.