SBS聚合物改性沥青技术性能

针对不同种类、不同工艺的SBS改性沥青，采用试验、理论相结合的方法，包括常规三大指标试验、SHRP动态剪切流变DSR试验、储存稳定性试验等，分析了加工工艺参数对SBS改性沥青技术性能以及相容性的影响。结果表明，不同品种的改性剂、不同的制备温度、不同的改性工艺均对改性沥青的性能产生较大影响。相比于其他因素而言，SBS改性沥青的改性工艺是影响其性能的主导因素；储存稳定性较好的改性沥青，其技术性能也较好；星型SBS改性沥青的技术性能优于线型SBS改性沥青；基于改性沥青的综合性能考虑，制备温度不宜过低。因此，通过掺配适当的稳定剂和助剂等措施改善改性工艺，是提高SBS改性沥青技术性能的最有效途径之一。     

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。     

SBS改性沥青的生产及质量控制

SBS改性沥青的应用对提高沥青路面的质量,延长道路的使用寿命和维修周期具有重要作用。为了提高SBS改性沥青的质量和使用品质,在采用常规试验方法和通过对材料的选择,配伍性研究、加工工艺研究、分析SBS改性沥青质量影响因素方面,寻找出适合生产SBS改性沥青各种改性剂及生产工艺。     

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.     

加工工艺关键参数对SBS改性沥青性能影响

为更合理控制SBS改性沥青的质量性能,选取不同的剪切时间、剪切温度和发育时间,对3种不同的SBS改性沥青进行改性加工;应用沥青试验方法与荧光显微观测技术,对其感温性、高温性能、低温性能,以及改性沥青的微观分散状态进行了分析研究。研究结果表明:对与沥青相容性较好且相对分子质量较大的SBS,加工工艺参数推荐剪切时间90min,剪切温度180℃,发育时间2h;对与沥青相容性较差且相对分子质量较小的SBS,加工工艺参数推荐剪切时间60min,剪切温度170℃,发育时间不宜大于4h。结合研究结果对现场胶体磨的加工工艺参数进行了优化,能保证现场生产的SBS改性沥青的质量要求。     

马来酸酐改性氧化石墨烯微片对沥青性能影响

为了研究马来酸酐氧化石墨烯微片对SBS改性沥青的粘弹性能的影响,基于酯化反应的原理制备马来酸酐氧化石墨烯(MAH-GOs)改性剂,并以石墨烯(GNPs)改性SBS改性沥青为对照组之一,采取三大指标、动态剪切流变仪试验(DSR)等测试评价制备的MAH-GOs/SBS改性沥青和GNPs/SBS改性沥青的机械性能,通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电子显微镜(SEM)等微观测试分析了MAH-GOs改性剂及氧化石墨烯微片的微观形貌,揭示其改性机理.研究结果表明:掺入0.02％MAH-GOs改性剂的MAH-GOs/SBS改性沥青的粘性性能、弹性性能提升更明显;掺入量0.02％MAH-GOs/SBS改性沥青相比于原始SBS改性沥青、0.05％GNPs/SBS改性沥青,在46℃下,储能模量分别提高了39.3％、20.2％,损失模量分别提高了47.4％、27.0％.     

SBS改性沥青性能实验研究

在混合温度为 1 80℃、搅拌速度约为 350 0r/min的条件下 ,对胜华 1 0 0号沥青进行改性 ,通过测定改性沥青的软化点和低温柔性两个性能指标考察了改性剂SBS的牌号、掺入量及混合时间对改性沥青性能的影响。实验结果表明 ,SBS的含量对改性沥青的软化点及低温柔性的影响最大 ,其次是SBS的牌号 ,而混合时间的影响最小。用SBS对胜华 1 0 0号沥青进行改性的最佳工艺条件如下 :混合时间为 2h ,SBS牌号为YH80 1 ,SBS的含量为 1 2 %。同时 ,还考察了基础油 (软化剂 )和邻苯二甲酸二丁酯 (增塑剂 )对改性沥青软化点及低温柔性的影响。基础油的加入对改性沥青软化点的影响较小 ,而基础油和邻苯二甲酸二丁酯的加入有利于改善改性沥青的低温柔性。     

橡胶粉改性沥青及其性能研究

在不同橡胶粉细度、掺量及制备工艺的条件下,测试针入度、软化点和延度指标,研究了胶粉细度、掺量、搅拌时间和温度对沥青性能的影响;并验证了SMA—13橡胶改性沥青混合料的路用性能。研究表明:相同掺量下,60目胶粉改性沥青的性能优于40目改性沥青;搅拌温度200℃时,60目胶粉裂解过度;橡胶沥青的针入度、软化点和延度随搅拌时间延长而规律性变化。     

SBS改性沥青性能实验研究

在混合温度为180 ℃、搅拌速度约3500 r/min的条件下,对胜华100号沥青进行改性,通过测定改性沥青的软化点和低温柔性两个性能指标考察了改性剂SBS的牌号、掺入量及混合时间对改性沥青性能的影响.实验结果表明,SBS的含量对改性沥青的软化点及低温柔性的影响最大,其次是SBS的牌号,而混合时间的影响最小.用SBS对胜华100号沥青进行改性的最佳工艺条件如下混合时间为2 h,SBS牌号为YH801,SBS的含量为12%.同时,还考察了基础油(软化剂)和邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂)对改性沥青软化点及低温柔性的影响.基础油的加入对改性沥青软化点的影响较小,而基础油和邻苯二甲酸二丁酯的加入有利于改善改性沥青的低温柔性.     

碳纳米管/SBS复合改性沥青的性能

为了弥补SBS改性沥青存在的贮存稳定性差以及抗紫外光老化性能差等缺陷,发挥碳纳米管在复合材料增强方面的优势,采用高速剪切法制备了碳纳米管/SBS复合改性沥青。通过测试不同掺配比例时各试样的针入度、延度和软化点,分析了碳纳米管对SBS改性沥青高低温和感温性能的影响。采用动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验以及布氏黏度试验,测试了改性沥青的高温流变、低温蠕变以及施工和易性等性能。运用紫外环境箱进行加速光老化试验,评价了碳管在抗紫外老化中的作用。研究结果表明,碳管可以提高SBS改性沥青的软化点、黏度,提升高温流变性能和抗紫外老化性能,而对延度和低温蠕变性能基本无影响;碳管掺量为1%时,复合改性沥青综合性能较为优异。     

排水路面双改性高粘沥青性能优化技术及内在规律

废轮胎橡胶粉(crumb rubber modifier,CRM)和苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)双改性沥青具有很好的路用性能;但它的性能与生产工艺有很大关系。探讨CRM和SBS改性剂沥青生产工艺及性能的优化。研究选用两种沥青,采用不同的剪拌工艺制备双改性沥青,进行60℃动力黏度、135℃布氏黏度、三大指标、动态剪切流变的试验。研究发现:(1)先加SBS在沥青中剪切再加CRM (SSRM)搅拌双改性沥青的60℃动力黏度最高,抗车辙因子也最好;(2)通过SSRM工艺制得的4. 5%SBS,8%CRM含量的双改性沥青的抗车辙性能优异,60℃动力黏度也远远高于排水路面用改性沥青60℃动力黏度20 000 Pa·s的要求;(3)CRM与SBS双改性沥青的60℃动力黏度与三大指标、抗车辙因子有着明显的线性关系,但与135℃布氏黏度没有明显的线性关系。     

排水路面双改性高黏沥青性能优化技术及内在规律

废轮胎橡胶粉(crumb rubber modifier,CRM)和苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)双改性沥青具有很好的路用性能;但它的性能与生产工艺有很大关系。探讨CRM和SBS改性剂沥青生产工艺及性能的优化。研究选用两种沥青,采用不同的剪拌工艺制备双改性沥青,进行60℃动力黏度、135℃布氏黏度、三大指标、动态剪切流变的试验。研究发现:(1)先加SBS在沥青中剪切再加CRM (SSRM)搅拌双改性沥青的60℃动力黏度最高,抗车辙因子也最好;(2)通过SSRM工艺制得的4. 5%SBS,8%CRM含量的双改性沥青的抗车辙性能优异,60℃动力黏度也远远高于排水路面用改性沥青60℃动力黏度20 000 Pa·s的要求;(3)CRM与SBS双改性沥青的60℃动力黏度与三大指标、抗车辙因子有着明显的线性关系,但与135℃布氏黏度没有明显的线性关系。     

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。     

纳米碳酸钙和SBS复合改性沥青的性能

用直接剪切的方法制备纳米碳酸钙和SBS复合改性沥青,对纳米碳酸钙和SBS复合改性沥青的常规技术性能、SHRP技术性能及动态力学性能等进行试验研究。研究结果表明,在SBS改性沥青(SBS含量为5%)中掺入纳米碳酸钙后,随着纳米碳酸钙含量的增加,复合改性沥青的软化点、针入度指数提高,但5℃时延度降低;纳米碳酸钙和SBS含量均为5%的复合改性沥青满足PG 76—22的指标要求;纳米碳酸钙和SBS复合改性沥青的贮能模量E′、损耗模量E″在试验温度区间(-30～30℃)均比SBS改性沥青的高,但复合改性沥青的损耗角正切(tanδ)在10℃以下略比SBS改性沥青的高,而在10℃以上则略比SBS改性沥青的低,说明在SBS改性沥青中掺入纳米碳酸钙获得了良好的增强效果,且低温下的韧性有所提高。     

SBS-胶粉-HDPE复合改性沥青制备工艺

采用SK-90~#基质沥青,通过正交试验设计选择6个试验变量,制备复合改性沥青,并采用灰色关联分析法对其技术指标测试结果进行分析,得出复合改性沥青的最佳制备工艺参数.结果表明:基质沥青经过SBS-胶粉-HDPE复合改性后,针入度大幅度降低,软化点和5℃延度得到不同程度的提高,并且第22组弹性恢复率高达60%,弹性较好;通过灰色关联分析,确定制备SBS-胶粉-HDPE复合改性沥青的最佳工艺参数如下:改性剂SBS掺量为5.0%,改性剂胶粉掺量为20.0%,改性剂HDPE掺量为4.5%,剪切速率为4 500 r·min~(-1),剪切时间为45 min,剪切温度为170℃;在高温剪切的作用下,SBS和HDPE相互缠绕联结,形成以胶粉作为填充物的三维网状结构,其中聚合物作为分散介质,沥青作为分散相,从而使复合改性沥青的整体性能得到提高.     

纳米ZnO/SBS改性沥青微观结构与共混机理

采用溶剂法并通过合适的改性工艺，将纳米ZnO粒子和SBS加入基质沥青中，制得纳米ZnO／SBS改性沥青．通过荧光显微和电镜技术对纳米ZnO／SBS改性沥青进行微观结构分析，采用红外光谱法对纳米ZnO／SBS改性沥青共混机理进行研究．结果表明：采用溶剂法制备得到的纳米ZnO／SBS改性沥青可以很好地发挥纳米ZnO的特点，改善SBS在基质沥青中的分散效果，提高SBS与沥青界面相的结合能力．纳米ZnO／SBS改性沥青的制备是一个复杂的物理化学过程，改性过程中既发生了物理变化也发生了化学反应．SBS与沥青主要是物理改性，而纳米ZnO与沥青主要是化学改性。     

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。     

SBS改性沥青抽提回收影响因素及改进方案

分析国内目前使用最广泛的离心抽提法和阿布森回收法的不足及其产生原因.针对SBS改性沥青的抽提回收,设计不同的对比试验,研究三氯乙烯、矿粉及温度等关键影响因素对回收SBS改性沥青性能的影响程度与规律.在现有试验方法的基础上,针对其不足之处以及不同的影响因素,制定相应的补充改进措施:针对矿粉的干扰,当不具备高速离心分离及压力过滤设备时,通过将抽提所得混合液自然沉淀24 h以上,然后取上层混合溶液进行回收试验,以消除矿粉影响;针对三氯乙烯的影响,调整阿布森试验温度不高于140℃,可以不使用保护气,直至不再有冷凝的三氯乙烯产生时,取出混合液并置于宽口径容器中,在烘箱内130～140℃搅拌蒸发2 h,然后调整温度至160～170℃继续搅拌蒸发2 h,以消除三氯乙烯的影响.从而提高试验精度,准确评价抽提回收SBS改性沥青性能.     

灰关联方法确定SBS改性沥青宏观性能微观评价指标

为了确定SBS改性沥青宏观性能的微观评价指标,首先,选取道路石油沥青与改性剂,在不同的改性剂掺量和剪切时间下制备改性沥青;然后,进行宏观性能测试与荧光显微图像采集,提取聚合物微观形态的特征参数。利用灰关联方法确定与SBS改性沥青宏观性能关联度高的微观评价指标。研究结果表明:面积百分率和长短轴之比与改性沥青宏观性能关联程度优于其他指标,且当面积百分率为18.5%~19.5%、长短轴之比为1.78~1.82时,SBS改性沥青的宏观性能最优。     

SBS改性沥青软化点试验特性

软化点是评价改性沥青高温性能的重要指标,为了研究SBS改性沥青软化点特性及其影响因素,采用软化点试验方法,对经过高温储存和常温储存以及短期老化和长期老化后SBS改性沥青的软化点进行了测试。结果表明:改性沥青的软化点表现出复杂的变化规律,其变化与改性沥青的配伍性有关;基质沥青对改性剂的溶胀以及改性剂对沥青的吸附是改性沥青初期性能和储存稳定性的关键,而改性剂在存储和老化条件下的变化是软化点发生变化的根源。