聚合物改性沥青机理研究(之一)——改性剂对轻质组分的吸收作用及体系的聚集态

通过组分分析、溶度参数测定、DSC分析等项试验,证明PE、SBS、EVA等改性剂能够吸收沥青中的饱和分、芳香分、蜡分等物质而溶胀,改变了自由沥青的组分比例和结构,使改性沥青这一多项体系的物理、力学性质和聚集态均发生了变化。     

聚合物乳液的粒子形态

对两组分三相和三组分四相聚合物乳液体系的粒子形态进行了综述。两组分体系有５种粒子形态，三组分体系有２２种粒子形态。根据表面自由能最小原理，热力学因素决定乳液粒子的最可几形态，其中聚合物相间界面张力为控制乳液粒子形态的关键参数，动力学因素决定热力学最可几形态的实现程度。还讨论了影响乳液粒子形态的因素，并介绍了从实验观察到的四组分五相丙烯酸酯乳液体系的粒子形态。     

SBS改性沥青的两种典型亚微观结构

应用粘度剂、显微镜等方法，测定了不同SBS改性沥青的系列粘度数据和显微照片，通过分析这些数据和照片，研究了改性沥青结构和性质之间的关系。发现在相同SBS剂量下的改性沥青具有不同的亚微观结构，其中有两种差别较大的典型结构。结果表明，改性沥青亚微观结构的差异在很大程度上影响宏观性质，具体表现在延度、稳定性、粘度等指标上有较大差别。     

多聚磷酸改性沥青流变特性及改性机理

采用动态剪切流变、重复蠕变和弯曲梁流变等试验分别对多聚磷酸改性沥青、聚合物改性沥青以及聚合物复配多聚磷酸改性沥青在高、低温状态下的流变特性进行了系统研究.结果表明,多聚磷酸能够改善基质沥青和聚合物改性沥青的高低温性能;多聚磷酸与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性剂在改善沥青高温性能机制上存在明显不同,多聚磷酸的掺入显著增加了沥青的黏度,而对沥青的弹性变形恢复能力贡献较小,而SBS改性剂可大幅度提高沥青的弹性变形恢复能力.采用核磁共振(NMR)试验对多聚磷酸改性沥青的改性机理进行了初步分析,发现多聚磷酸与沥青发生了接枝、磷酸酯化和环化反应,从而改变了沥青的碳链结构和化学结构,宏观上使沥青变得更加黏稠.     

胶粉/SBS复合改性沥青性能评价及改性机理

采用高速剪切法制备了复合改性沥青,其中胶粉掺量分别为7%,10%,13%和16%.通过沥青三大指标及弯曲梁流变试验发现:复合改性沥青的高温稳定性及抗高温变形能力优于单一的SBS改性沥青,但是其低温性能未得到改善.动态剪切流变试验结果表明:复合改性沥青的黏弹性力学性能也得到一定的提升.同时,借助荧光显微镜、红外光谱仪等微观手段对改性机理进行研究,结果证明:胶粉在改性过程中发生物理溶胀反应,由颗粒状变成网状;在改性过程中没有新的官能团产生,但是红外光谱特征峰的峰值发生变化,表示反应过程有化学键打开,在高温与高速剪切条件下,与胶粉发生枝接反应.结合宏观与微观试验,胶粉的合适掺量为10%～13%.     

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。     

硫磺改性沥青混合料性能及机理研究

为改善沥青的高温性能,减小沥青路面车辙,提出了用SEAM改性沥青的新方法.通过室内试验,研究了SEAM改性沥青混合料的马歇尔性能指标、高温、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能,影响SEAM改性沥青混合料性能的因素;应用红外光谱分析了硫磺改性沥青的部分成分变化,以研究硫磺改性沥青混合料高温稳定性提高的机理;在云南个屯一级公路上修筑了试验路,现场验证了SEAM改性沥青混合料路面的性能和使用效果和经济性.室内试验结果表明:当SEAM掺量大于20%以后,SEAM改性沥青混合料具有较好的抗车辙性能和抗疲劳性能;红外光谱分析表明:当SEAM掺量达到20%和30%的时候,沥青与硫磺发生充分作用,在沥青中形成氢键和S-H化学键,亚硫酸酯、硫酸酯和砜一类的物质.得出了硫磺改性沥青的机理,即硫磺改变了沥青分子间的连接和成分,使沥青高分子链的极性增强,移动受到约束,使沥青的粘度增大,从而使其高温稳定性提高.现场应用和测试结果证明:与普通沥青混合料路面相比,SEAM改性沥青混合料路面施工工艺和程序与普通沥青混合料相同,但在性能上SEAM改性沥青混合料好于普通沥青混合料,并可以节约一定的工程费用.基于室内试验和现场应用证明的SEAM改性沥青混合料在高温条件下的良好路用技术性能,得出了SEAM改性沥青混合料可以作为气候炎热地区沥青路面设计的一个方案选择的结论.图1,表12,参16.     

基于化学改性的废胶粉复合 改性沥青性能与机理研究

为探究废胶粉复合改性沥青性能与改性机理,采用软化点、5℃延度、弹性恢复、动态剪切流变试验指标等来评价其性能,通过微观形貌观测、红外光谱图、差示扫描量热法进行微观分析,将其与普通胶粉改性沥青、基质沥青进行对比,分析废胶粉复合改性沥青的改性机理.结果表明,废胶粉复合改性沥青具有更高的PG高温等级,表现出更好的高温性能;储存48 h废胶粉复合改性沥青仅有少量的废胶粉大颗粒开始被沥青胶团吸附并下沉,至储存72 h后才出现明显的离析现象,储存稳定性能得到明显改善;微观形貌下废胶粉复合改性沥青大部分胶粉颗粒均匀分散在沥青中,排列致密,形成亚均相结构;废胶粉复合改性沥青表现为物理共混改性的同时存在化学反应;相较于单一的物理改性,在复合改性的作用下,整个体系呈致密交联型网络状结构,使得分子间结合牢固,低温性能方面表现更好.     

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。     

采用高聚物改性国产100#沥青制备铺路材料的探索

SBS作为一种热塑性弹性体 ,是苯乙烯—丁二烯的嵌段共聚物 .通过在国产 10 0 #石油沥青中添加不同剂量的SBS进行改性 ,研究其对石油沥青各项性能指标的影响 ,同时和参考标准进行对比来评价其改性的效果 .结果表明 ,石油沥青中添加 4 %SBS可以明显改善石油沥青的高温稳定性、低温抗裂性和感温性 ,使其基本满足铺路沥青的要求     

对SBS改性沥青试验中异常现象的研究

对星型SBS改性沥青进行研究,通过与其它类型改性沥青对比,讨论了SBS改性沥青试验过程中的异常现象;在试验和分析的基础上,对改性沥青的相容性作了澄清和说明,提出了性能相容和储存稳定性相容的概念.     

委内瑞拉岩沥青改性沥青配制及老化机理

委内瑞拉岩沥青(VRA)是一种批量开采时间不长的岩沥青,为探究不同掺量下VRA改性沥青的掺配性能及老化机理,本文针对VRA改性沥青,选取0%、4%、8%、12%、16%和20%六种VRA掺量开展RTFOT老化前后的质量、三大指标、黏度、AFM等测试,计算分析质量损失、残留针入度比、软化点增量、延度变化、黏度比、老化指数、AFM二维图、AFM三维图、AFM图表面粗糙度等技术指标。研究表明：随VRA掺量增长,VRA改性沥青老化前后针入度呈指数下降、135 ℃旋转黏度呈指数上升、软化点呈线性上升、15 ℃延度急剧下降并趋于平稳、质量损失绝对值呈线性增加、粗糙度呈凹型抛物线变化,4%-8%VRA改性沥青老化前后技术性能较好,是一种优质的岩沥青改性沥青。     

SBS改性沥青混合料性能的试验研究

通过对20余种SBS改性沥青混合料的试验研究,对SBS改性沥青混合料的水稳定性、高温性能和低温性能等技术指标进行了对比分析·结果表明:AC 20I型中粒式沥青混凝土的马歇尔稳定度普遍要比抗滑表层沥青混凝土的马歇尔稳定度高,水稳定性相差不大;采用辽河系列沥青生产的混合料高低温性能较好;成品沥青生产的混合料综合性能较好·     

改善SBS改性沥青储存稳定性的措施与机理分析

针对相容性和稳定性较差的SBS（聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）聚合物兰炼改性沥青，采用试验与理论相结合的方法，研究添加不同剂量的化学试剂对改善其储存稳定性的作用，并分析了其微观形态，以及物理化学作用机理．结果显示通过向SBS兰炼改性沥青中加入一定剂量的合适的增容剂和稳定剂，可以极大地促进SBS在沥青中的溶胀，提高SBS兰炼改性沥青的相容性，并且使沥青与SBS之间，以及SBS相互间发生交联、接枝等化学反应，形成网络结构，从而改善SBS改性沥青的储存稳定性，同时提高了改性沥青的使用性能，使其达到规范要求．     

基于硫化机理的直投式SBS改性沥青稳定剂配方研究

为了改善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48h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(ZnO)：高岭土=60：16：4：1750,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℃布氏粘度以及针入度均有一定的提升作用。     

聚合物改性沥青及其性能评价方法

阐述了近些年来研究、应用较多的几种改性沥青,以及影响改性沥青性能的一些基本因素,并对评价改性沥青的一些新方法进行了介绍。     

聚合物改性沥青及其性能评价方法

阐述了近些年来研究、应用较多的几种改性沥青,以及影响改性沥青性能的一些基本因素,并对评价改性沥青的一些新方法进行了介绍.     

高含量SBS改性沥青老化性能及老化机理

为探究老化对高含量苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(Styrene-butadiene-styrene, SBS)改性沥青性能(高粘沥青)的影响,通过室内试验模拟高粘沥青短期、长期老化,通过针入度、软化点、延度试验,流变试验,傅里叶红外光谱试验以及原子力显微镜试验测试老化沥青的物理性能、流变性能以及沥青组分。试验结果表明：随着老化程度的增加,高粘沥青25℃针入度、15℃延度减小,软化点、复数模量、蠕变速率增大,恢复率R先减小后增大,不可恢复蠕变Jnr与相位角则反之;高粘沥青前期老化以SBS降解为主,后期以沥青的热氧老化为主;老化过程中,高粘沥青发生化学反应产生羰基、亚砜基等含氧官能团,微观形貌中“蜂”形结构数量降低,单个面积增大;高粘沥青老化过程中,短期老化对其性能影响较小,长期老化则反之。