减压渣油热转化行为的热重法研究

用热重分析法研究了减压渣油的热转化行为，获得了渣油热转化的起始失重温度、转化终了温度、剧烈反应温度区间、反应速率峰值及峰值温度、生焦率、不同转化阶段的温度区间及对应的动力学参数和动力学方程。该方法具有简便易行，样品用量少，取得参数多，获得信息快等优点，可用于评价不同产区和不同产期的渣油及渣油中的组分在不同条件下的热转化行为。     

我国五种减压渣油非等温热反应的实验研究

在一定升温速率和惰性气流量下，采用热重法对我国孤岛、草桥、辽河、南阳及沈北油田五种渣油的非等温热转化行为进行了考察．结果表明，热转化活性由小到大依次为沈北渣油、孤岛渣油、南阳渣油、草桥渣油和辽河渣油．获得了五种渣油的热转化速率峰值、速率峰值处的反应温度、转化率和剧烈分解温度区间等动力学基本特征．研究发现，在渣油热转化的两个温度区间内，采用分段一级动力学模型能较好地拟合实验数据，并确定渣油在两个温区内的动力学参数．     

我国五种减压渣油非等温热反应的实验研究

在一定升温速度和惰性气流量下，采用热重法对我国孤岛，草桥，辽河，南阳及沈经油田五种渣油的非等温热转化行为进行了考察。结果表明，热转化活性由小到大依次为沈北渣油，孤岛渣油，南阳渣油，草桥渣油和辽河渣油，获得了五种渣油的热转化速率峰值，速率峰值处的反应温度，转化率和剧烈分解温度区间等动力学基本特征。     

胜利减压渣油窄馏分热反应行为研究

在惰性气氛条件下，采用非等温热重分析技术对胜利减压渣油萃取精密分馏１３个窄馏分中的５个窄馏分进行了非等温热反应动力学行为的初步考察，获得了其热稳定性顺序、剧烈分解温度区间、热反应速率峰值及对应的峰值温度等热反应基本特征。采用分段一级动力学模型较好地拟合了实验数据。确定了各窄馏分在两个温区内的动力学参数。     

胜利减压渣油窄馏分热反应行为研究

在惰性气氛条件下，采用非等温热重分析技术对胜利减压渣油萃取精密分馏１３个窄馏分中的５个窄馏分进行了非等温热反应动力学行为的初步考察，获得了其热稳定性顺序、剧烈分解温度区间、热反应速率峰值及对应的峰值温度等热反应基本特征。采用分段一级动力学模型较好地拟合了实验数据，确定了各窄馏分在两个温区内的动力学参数。     

胜利渣油族组分热转化动力学

采用动态热分析方法在线性升温速率为6.20K/min及惰性报气流率为100 cm~3/min的条件下考察了胜利渣油四个族组分的热转化行为.结果表明,其热转化活性变化顺序为:饱和分>芳香分>胶质>沥青质.四组分中饱和分可生成少量焦炭,芳香分的生焦率高于前者,胶质及沥青质是焦炭的主要来源.在723K时,两者的生焦率分别为29.0％及44.1％.在热转化过程的两个温度区间内,可利用两个独立的一级动力学模型对实验数据进行拟合.借助线性回归分析,确定了四组分在两个温区内的动力学参数.     

孤岛减压渣油及南京焦化渣油热转化反应动力学模型

采用金属浴急速升温加热反应原料和在冷水中对反应残渣油急冷的方法，对孤岛减压渣油和南京焦化渣油在４００～４４０℃条件下的裂解动力学规律进行了试验研究，建立了热转化动力学模型。这种金属浴反应器温度稳定、热容量大、传热速率高，优于电加热法。试验数据为进一步研究管式加热炉工艺计算提供了依据。     

孤岛减压渣油及南京焦化渣油热转化反应动力学模型

采用金属浴急速升温加热反应原料和在冷水中对反应残渣油急冷的方法,对孤岛减压渣油和南京焦化渣油在400～440℃条件下的裂解动力学规律进行了试验研究.建立了热转化动力学模型.这种金属浴反应器温度稳定、热容量大、传热速率高,优于电加热法.试验数据为进一步研究管式加热炉工艺计算提供了依据.     

烯丙基酚醛树脂的固化动力学

利用差示扫描量热法分析了烯丙基酚醛树脂在不同升温速率下的固化行为,用Kissinger法和KAS(Kissinger-Akahira-Sunose)法对获得的动力学数据进行处理,得到了固化反应动力学参数,并建立了烯丙基酚醛树脂的固化动力学模型.结果表明:与纯酚醛树脂相比,烯丙基酚醛树脂固化温度较高,反应级数更接近于1,固化反应所需的平均表观活化能较低,为111.45kJ/mol;在整个固化过程中,烯丙基酚醛树脂的活化能较为恒定,随温度变化不大;烯丙基酚醛树脂固化动力学模型为研究该体系固化工艺参数提供了理论依据.     

茂名油页岩热分解动力学的热重法考察

采用升温速率为6.8K/min的热重装置对茂名油页岩非等温热解过程进行了考察。试样粒度<0.075mm(-200目),样层厚度0.6毫米,惰性气—氮气流量100ml/min。获得了茂名页岩热重曲线(TG)、热解失重速率与温度的关系曲线以及转化率与温度的关系曲线。对热重数据的动力学处理表明:茂名油页岩的热分解过程在三个不同的温度区间内可以很好地采用三个一级反应动力学方程予以描述。求取了这三个温区内页岩试样的热解动力学参数,即表观活化能E、指数前因子A和相应的反应速率常数表达式,并对茂名油页岩的热分解机理进行了初步的探讨。     

基于密炼接枝工艺的杜仲胶改性橡胶沥青效果分析

杜仲胶为中国产特有的一种天然橡胶,具有可硫化或者接枝的双键结构。为解决橡胶沥青中胶粉与沥青相容性不足从而导致施工和易性差的问题,采用接枝工艺在杜仲胶与胶粉、沥青之间建立紧密化学链接是一个十分有效的技术手段,但限于溶剂接枝工艺复杂不利于工业化生产的现状,提出在密炼机中将接枝物与杜仲胶通过高温密炼的方式将其接枝改性。为了验证密炼接枝能否达到溶剂接枝的改性效果,开展了普通胶粉、密炼杜仲胶改性胶粉、溶剂接枝杜仲胶改性胶粉和密炼接枝改性胶粉4种胶粉对沥青的改性试验,通过常规与SHARP的沥青宏观试验方法和红外光谱、荧光显微镜和扫描电镜等微观观测方法进行了测试,分析了不同杜仲胶接枝方法对橡胶粉的影响。试验结果表明：高温密炼可以使橡胶粉产生脱硫和杜仲胶硫化等化学反应,从而改性橡胶沥青性能;并且能使小官能团在高温和机械作用下接枝到杜仲胶上,与橡胶粉混合后使其具有更高的化学活性,能与沥青建立更为有效的化学联系;杜仲胶无论密炼还是溶剂接枝均能与橡胶粉和基质沥青产生交联反应、构建交联网络,使沥青内部形成稳固的空间交联结构,显著提升橡胶沥青的施工和易性和体系稳定性。     

多聚磷酸对沥青高低温性能和老化性能的影响

采用不同掺量多聚磷酸（PPA）对沥青进行改性,研究了PPA对沥青高低温性能和老化性能的影响,并借助化学组分和红外光谱测试分析了PPA改性沥青的老化机理。结果表明：随着PPA掺量增加,沥青的软化点和粘度升高,弗拉斯脆点向低温移动,沥青的高低温性能均得到改善。与未改性沥青相比,PPA改性沥青在短期热老化、长期热老化和紫外老化后的软化点增量、粘度老化指数和弗拉斯脆点变化量均明显减小,针入度保留率和延度保留率大幅提高。化学组分和红外光谱分析发现PPA促进了胶质向沥青质的转变,减少了沥青中易发生老化反应的活性组分,使老化过程中改性沥青的脂肪族、芳香族、羰基和亚砜基指数的变化量均明显减小,从而具有优良的抗老化性能。     

四种典型减渣的组成分布及蜡分布

采用一种新的分离分析技术,将超临界流体精密分离和四组分分离相结合,得到了具有代表性的四种渣油的组成分布和蜡分布,讨论了这些化学组成信息对渣油溶剂脱沥青工艺条件的选择及产品性质预测的指导意义。     

添加煤油对SBS改性乳化沥青性能的影响

将煤油加入阳离子乳液中,与改性沥青进行乳化,制备阳离子型改性乳化沥青.并在相同条件下,考察两种改性沥青乳化后的产品性能.结果表明:加入煤油后,可显著改善改性乳化沥青的稳定性和低温性能,并可有效调节沥青对温度的敏感性能.通过红外光谱分析表明煤油在改性乳化沥青中没有发生化学反应.     

液相回流法制备Cu_2ZnSnS_4粉末及其性能研究

分别以三乙烯四胺、乙二醇、三乙醇胺和N,N-二甲基甲酰胺4种还原性溶剂作为液相回流法的反应溶剂,以化学纯金属氯化物和沉降硫为原材料,尝试制备Cu2ZnSnS4(CZTS)粉末。采用XRD和Ranman光谱对所得产物的晶体结构和物相进行表征,采用SEM、EDS、UV-vis对所得产物的微观形貌、化学成分、光学性能进行表征。研究了反应温度和反应时间对CZTS粉末结晶质量、元素配比、表面形貌和光学性能等的影响。结果表明,当使用三乙烯四胺作为反应溶剂时,可得到纯相纤维锌矿结构的CZTS粉末。     

紫外老化对沥青化学组成与分子结构的影响

为研究紫外老化对沥青微观结构的影响,本文通过对四种沥青分别进行四组分、红外光谱和核磁共振等试验,研究了紫外老化下沥青的四组分、特征峰、官能团等化学组成指标和氢谱图、碳谱图、氢原子含量、分子结构参数等分子结构指标的变化,并通过分子结构指标对化学组成指标的表征,分析了分子结构变化对沥青化学组成变化的影响。结果表明:紫外老化后沥青更趋于形成沥青质分子,而沥青质的转化来源主要为芳香分,且含量越高老化后的损失率越高;同时羰基和亚砜基会随着老化的时间增加先快速增加之后趋于平缓,其中羰基指数可表征沥青老化的产生,而亚砜基指数可评价沥青抗老化的能力。紫外老化下沥青芳香环会发生缩合程度增大、环烷基取代基增加以及氢的取代、结构异化等反应;同时高紫外光子能量也会使脂肪碳发生断键,断键的脂肪碳连接到芳香环上提高了化学稳定性。由表征分析可见,沥青的化学组成主要受芳香结构、支化度和芳香环系缩合指数的影响较大。     

脱硫橡胶沥青及其混合料性能研究

为了研究脱硫橡胶沥青及其混合料的性能,研究首先对脱硫橡胶沥青的溶胀机理与溶胀特点展开研究,其次对脱硫橡胶沥青与KLMY90#基质沥青、普通橡胶沥青(40目)进行性能对比性试验,再对脱硫橡胶沥青胶浆的锥入度、抗剪强度、粘结强度进行试验研究,最终对脱硫橡胶沥青混合料的路用性能进行检测。研究结果表明:脱硫橡胶沥青中不存在橡胶颗粒核心且溶胀过程中伴有大量的化学反应;脱硫橡胶沥青各项性能均优于普通橡胶沥青,且克服了普通橡胶沥青高黏度、易离析、高温贮存稳定性差等缺点;脱硫橡胶沥青胶浆抗剪强度大、与矿料粘结力强;脱硫橡胶沥青混合料具有良好的路用性能。     

镍铁矿渣纤维对道路沥青的改性机理

以镍铁渣纤维作为改性剂制备道路改性沥青，以改性沥青的针入度、软化点、针入度指数等指标评价其对基质沥青性能的改善作用，并通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、差示扫描量热法(DSC)等方法对镍铁矿渣纤维改性沥青的作用机理进行深入分析.研究结果表明:镍铁渣纤维可明显地改善沥青的高温性能、低温性能以及感温性能，而实现镍铁渣纤维对沥青性能改善作用的基本原因是其在物理共混的基础上，调整了沥青组成中轻质组分的相对比例，使得基质沥青的胶体类型更趋向于“溶胶-凝胶”型.     

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．     

生物柴油再生沥青胶结料性能

为研究生物柴油再生沥青胶结料的黏附性能与流变性能,通过三大指标和布氏黏度分析生物柴油对老化沥青常规性能的影响;采用车辙因子评价高温性能,疲劳性能通过线性振幅扫描试验(linear amplitude scanning, LAS)测试,并基于黏弹性损伤(viscoelastic damage, VECD)模型对疲劳寿命预测;通过测试有机溶剂与沥青试样的接触角分析其黏附性。结果表明：生物柴油掺量为2%～3%时,能有效恢复老化沥青的三大指标,2%掺量生物柴油可使老化沥青的黏度恢复至基质沥青水平;生物柴油的加入降低了沥青的高温性能,掺量越大沥青试样的高温临界温度越低,但能显著提高沥青的疲劳性能,掺量达到2%时,路面产生5%应变时的疲劳寿命约是基质的1.28倍,产生2.5%应变时约是基质的1.39倍。3%掺量生物柴油再生沥青与两种集料的界面黏附强度均大于基质沥青,其与玄武岩的黏附功达到65.69 mJ/m²,与花岗岩的黏附功可达51.73 mJ/m²。