SBS改性沥青的阶段性老化特征与机理

采用荧光显微镜、红外光谱和凝胶色谱等微观试验,分析苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青老化过程中的微观相态结构、沥青相的吸氧程度及分子尺寸构成的变化情况.试验与分析结果表明,SBS改性沥青存在着2个明显的老化阶段:第1阶段,沥青吸氧速率较低、小分子比例基本不变,SBS颗粒尺寸逐渐减小并最终发生凝聚、离析,导致SBS改性沥青的韧性逐渐下降,直至完全丧失;第2阶段,沥青吸氧速率显著增大、小分子比例减少,由于SBS降解后苯乙烯仍起到改性作用,使沥青稠度增大,从而沥青软化点呈上升趋势.     

SBS改性沥青的混合原理与过程

利用荧光显微照相获得苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青的显微结构，结合化工技术中的混合方法理论定性描述了SBS在沥青中的混合过程，SBS在沥青中的溶胀、分散是一个动态平衡的过程，当剪力场撒去时，SBS相会随这一动态过程进行的程度而发生聚集（不相容）或稳定（相容）两种现象。     

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。     

SBS改性沥青性能及显微形态结构分析

为探索改性沥青宏观性能与显微形态结构的关系,选取3类、4种剂量的SBS改性剂与2种基质沥青分别制备改性沥青,通过环球软化点、布氏黏度、动态剪切流变试验及荧光显微镜分析技术,从宏观性能与微观形态结构方面同时探讨比较了各类SBS改性沥青。结果表明：改性沥青性能是改性剂在沥青中的相态、形状、大小、百分率含量和均匀性等微观形态共同作用的结果。一般地,改性剂粒子面积百分率越大、长短轴之比及其标准差越小、平均面积越小,改性沥青的改性效果越好。研究成果为后续根据改性沥青微观形态参数定量改性沥青的性能研究奠定了基础。     

PE和SBS复合改性沥青混合料路用性能

以AH 70号沥青作为基质沥青,选用聚乙烯(PE)添加剂和聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)作为改性剂制备高模量沥青和高模量沥青混合料,通过车辙试验、动态蠕变试验、浸水马歇尔试验和低温小梁弯曲试验等室内试验,测试和评价沥青混合料的路用性能,并分析PE和SBS改性剂对混合料性能的影响。研究结果表明:PE和SBS复合改性后,沥青混合料的高温性能、力学性能和抗水损害能力有较大提高,而低温性能和抗疲劳性能有所降低;随着SBS和PE掺加量的增加,其对混合料路用性能的影响逐渐减弱,在实际应用中,PE和SBS适宜的总掺加量质量分数为10.0%(5.5%PE+4.5%SBS)。     

改性剂对SBS改性沥青低温性能的影响

以动态剪切流变仪（dynamic shear rheometer）实测的玻璃化转变温度（Tg）为评价指标，针对同一种油源、不同标号的基质沥青，分析了改性剂结构和掺量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青低温性能的影响．结果表明，改性剂结构对SBS改性沥青的低温性能影响不大；而改性剂掺量对SBS改性沥青的低温性能有重要影响，这种影响受到基质沥青标号的限制，基质沥青的标号越大，掺量对低温性能的影响越大．     

磺化SBS膜催化性能

探讨了磺化SBS膜的催化性能.以浓硫酸为磺化剂,制备了磺化SBS,采用滴定法测得其离子交换容量为1.18 meqso_3/g,对应的磺化度为51.30%(摩尔百分数).膜中加入1%(质量百分数)BP和1%(质量百分数)TMPTA,用紫外光辐射交联,紫外分光光度计表征,膜交联度随时间延长而增加.结果表明:以交联的磺化SBS膜催化乙醇和乙酸酯化反应,随交联度增加,乙酸转化率先升高后降低.     

环氧化SBS静电纺丝的研究

以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）和过氧化氢为原料,制备环氧基质量分数为10%的环氧化SBS（ESBS）.利用红外光谱对ESBS结构进行表征.通过研究纺丝溶剂、纺丝液质量分数、外加电压和接收距离等对纤维形态结构的影响,制备纳米级到微米级ESBS电纺纤维.结果表明四氢呋喃（THF）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）混合溶剂是电纺ESBS的优良溶剂.在THF/DMF（质量比=3∶1）纺丝溶剂,纺丝液质量分数为10%,外加电压23kV及接收距离28cm时,所制得ESBS电纺纤维形态较好,纤维平均直径为302nm,最小直径可达70nm.     

SBS与MMA在超临界CO2介质中的接枝反应

利用超临界CO2作为甲基丙烯酸甲酯(MMA)的溶剂和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的溶胀剂,通过自由基聚合制备了MMA与SBS的接枝聚合物(SBS-g-MMA)。MMA的接枝率达26.3%。考察了单体浓度、引发剂用量、反应时间以及反应压力等因素对反应的影响。用FT-IR、GPC、DSC以及SEM等分析方法对样品进行了表征,结果表明接枝后产物的相对分子质量明显增大,接枝后产物的玻璃化温度有所上升。     

苯乙烯丁二烯嵌段共聚物改性沥青热储存稳定性

研究了苯乙烯丁二烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青热储存稳定性的三种典型情况，发现即使满足离析试验要求的改性沥青在热储存过程中也会发生性能下降的现象。利用界面层理论解释了SBS改性沥青储存性能差异的原因，并以界面层理论为指导提出了反应性共混改性的方法，以提高SBS改性沥青的热储存稳定性。实验结果表明，反应性SBS改性沥青具有衣好的热储存稳定性，长期高温储存（163℃,8d）未发生离析。反应性SBS改性沥青具有SBS、沥青两相连续的空间网络结构，这使其使用性能显著提高。     

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。     

SBS与CPE熔融共混的研究

研究了ＳＢＳ（苯乙烯─丁二烯─苯乙烯嵌段共聚物）及ＳＢＳ／ＣＰＥ（氯化聚乙烯）共混体系的流变学行为。探讨了不同类型的ＳＢＳ，ＳＢＳ／ＣＰＥ比例、ＣＰＥ含氯量、增粘剂和增塑剂的含量等因素对粘接性能的影响。结果表明：ＳＢＳ／ＣＰＥ共混体系对ＰＶＣ人造革的粘接有正协同效应，并可以得到熔融粘度比ＳＢＳ小、而粘接力比ＳＢＳ大的热熔性压敏胶粘剂。     

SBS改性沥青用于路面坑槽界面粘接材料研究

采用界面高效粘接材料修补坑槽是目前高速公路沥青路面坑槽修补的一种新形式。从SBS改性沥青粘结材料的制备及原材料的性能入手,通过试验确定SBS改性沥青粘结材料的主要性能,最终提出SBS改性沥青粘结材料的使用方法。     

试析SBS改性沥青路面施工阶段质量控制

结合工程实践,对SBS改性沥青路面施工阶段质量控制及质量管理进行探讨,以期对现场施工有所裨益。     

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。     

关于SBS改性沥青施工技术的探讨

根据实际路面施工试验情况,介绍了SBS改性沥青的施工工艺及技术要求。     

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。