吉永海[1]2001年在《聚合物SBS改性沥青稳定机理及制备工艺的研究》文中认为本文主要探讨了聚合物SBS改性沥青的相容性和稳定机理。SBS改性沥青的主要问题是SBS和沥青的相容性及贮存稳定性。由于SBS和沥青的化学结构、分子量、粘度和密度不同，在热贮存过程中SBS和沥青易发生相分离，改性沥青不能稳定贮存。本文结合SBS和沥青的结构特点，加入相容剂和稳定剂来稳定SBS在沥青中的分散。相容剂在SBS-沥青体系中能够促使SBS在沥青中溶胀更充分，分散更均匀，起增塑剂的作用。稳定剂加入SBS改性沥青中，能够引发溶胀的SBS发生交联反应，形成稳定的空间网络结构，将沥青包裹在网络中，阻止SBS和沥青分离。同时，稳定剂也能够引发SBS和沥青发生接枝反应，生成SBS-沥青接枝物，位于SBS相和沥青相界面间，降低SBS相和沥青相界面间的表面张力和体系的吉布斯自由能，起乳化剂的作用，抑制SBS和沥青相分离。在相容剂和稳定剂共同作用下，SBS被均匀、稳定地分散在沥青中，形成稳定的体系。通过调整工艺参数，可制得不同级别的SBS改性沥青，满足不同的使用要求。
欧阳春发[2]2006年在《聚合物/填料复合物改性沥青性能与结构研究》文中指出本论文采用等密度方法,即预先混合聚合物与填料制备复合物,复合物在沥青中会吸收油份而溶胀,改变填料的用量从而调节聚合物与沥青的密度差异的方法,制备出高温贮存稳定的改性沥青,并研究了工艺条件和配方因素对聚合物/填料复合物力学和聚合物分子量分布的影响,系统考察了工艺条件和配方因素对聚合物/填料改性沥青性能与形态结构的影响,研制出性能优良、高温贮存稳定的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯叁嵌段共聚物(SBS)、氢化SBS(SEBS)、低密度聚乙烯(LDPE)改性沥青,并通过流变学分析方法及凝胶和溶胀测试探讨了聚合物与填料的相互作用,指出经过预混工艺填料改变了聚合物与沥青的密度差异,以此说明聚合物/填料改性沥青高温贮存稳定的原因;研究了基质沥青和聚合物改性沥青热氧老化过程,并分析了抗氧剂对基质沥青及聚合物改性沥青的影响,探讨了抗氧剂提高沥青耐老化性能的原因。简单共混改性及反应共混改性存在着缺点,前者往往不能制备出高温贮存稳定的改性沥青,给实际应用造成了困难;后者反应难以控制,制备高粘度改性沥青时存在高温贮存稳定的问题,同时对交联剂具有选择性、污染或成本高的特点。采用等密度方法将聚合物与填料预先共混制备的改性沥青不加入反应添加剂,回避了反应共混改性难以控制和环境污染问题,采用此方法可以制备出高温贮存稳定的不饱和聚合物SBS、饱和聚合物SEBS及LDPE改性沥青,且成本低廉,在实际应用中所添加量情况下填料的介入对改性沥青其它性能影响不大。研究了以高岭土和硅藻土为填料与SBS预先共混,获得了高性能、高温贮存稳定的不饱和聚合物SBS改性沥青,应用此技术获得的产品可以满足重交通改性沥青及透水路面用高粘度沥青的指标。系统考察了工艺条件(包括混合温度及时间)对SBS/高岭土复合物力学性能及SBS分子量分布的影响。复合物制备中SBS与高岭土的共混温度宜在140℃,时间为10min。温度过高会导致SBS的降解,使得复合物在沥青中不易分散,且增加能耗;温度过低复合物分散不均匀,且增加了预混时间,降低了加工效率。采用聚合物与填料预先混合的工艺对于获得高温贮存稳定的改性沥青非常重要,直接简单混合不能制备出高温贮存稳定的改性沥青。预混复合物中SBS与填料的配比对改性沥青的高温贮存稳定性能有着重要影响,填料添加量或高或低都不能获得高温贮存稳定的SBS改性沥青。SBS含量低于4%时复合物中高岭土份数为30可以获得高温贮存稳定的改性沥青,SBS含量在6%时,高岭土的份数宜为40份;而当硅藻土的份数在30时都可获得不同SBS含量的改性沥青。随着SBS用量的增加,改性沥青的软化点、粘度、高温动态力学性能都有大幅提高,且填料高岭土或硅藻土的介入对其性能影响不大。饱和聚合物上没有双键,使得不能通过反应共混来制备高温贮存稳定的改性沥青,因而饱和聚合物改性沥青的高温贮存稳定性一直是限制其道路应用的一大难题。采用预混工艺制备了高温贮存稳定的SEBS和LDPE聚合物改性沥青。SEBS复合物中高岭土的份数在50时可以获得聚合物含量在3%～6%高温贮存稳定的改性沥青。SEBS含量低于4%时,高岭土的介入对改性沥青的力学、相形态及动态流变性能影响甚微,但含量较高时(5%和6%)对SEBS改性沥青性能有一定的恶化。这可能是由于高岭土与SEBS预混过程中通过较强的相互作用而形成复合物,在与沥青的混合过程中高岭土与SEBS聚合物的较强相互作用阻隔了聚合物连续相的形成。当LDPE复合物中白炭黑的份数为60时,可以获得高温贮存稳定的聚合物含量为3%～5%的改性沥青。白炭黑的介入对LDPE改性沥青的其它性能影响不大。随着聚乙烯广泛应用于道路沥青,采用等密度方法制备的高温贮存稳定的聚乙烯改性沥青有着很好的应用前景。采用流变学方法和凝胶及溶胀测试研究了聚合物/填料复合物改性沥青的结构及高温贮存稳定机理。基质沥青在所测试温度范围内为简单牛顿流体,而聚合物/填料复合物改性沥青为非牛顿流体,在一定的剪切速率下牛顿流体转变为非牛顿流体。LDPE改性沥青存在着简单的剪切变稀,而SBS(SEBS)改性沥青存在着两个剪切变稀区域,填料的介入加剧了这一行为。Carreau两段粘度模型表明聚合物及填料增大了聚合物的结构取向,说明聚合物与填料的预先共混存在着一定程度的相互作用,这一作用使得在改性沥青制备当中聚合物与填料存在结合,通过改变二者的配比及复合物密度的变化从而改变聚合物与沥青之间密度的差异,在适当的密度下改性沥青达到了高温贮存稳定。不饱和聚合物由于存在双键导致其制备的改性沥青耐久性不足,特别是功能性路面如透水路面,由于聚合物用量大及路面开级配设计等特点,在实际应用中降低了道路的使用寿命、增大了道路养护费用。采用常规分析和红外光谱分析,研究了基质沥青和SBS改性沥青的老化性能,并通过添加抗氧剂获得了耐老化性能优异的基质和聚合物改性沥青。老化使得沥青的软化点及粘度增大,而针入度和延度降低,在红外谱图上主要表现为羰基峰的增大,而亚砜基峰的变化趋势和老化时间及强度相关,老化之初亚砜基峰增大,但随后又减少。在研究沥青的老化过程中,宜采用羰基峰和聚丁二烯峰的老化指数来评价沥青的老化,而采用亚砜基可能会得出错误的结论。比较了添加剂环烷油、BZ及ZDDP对沥青老化性能的影响。环烷油对沥青的软化点、粘度及针入度影响不大,但在一定程度上提高沥青的延度,红外分析表明沥青化学结构上没有发生变化,因而环烷油只是起到增塑剂的物理作用。BZ和ZDDP起到了改善沥青耐老化性能的效果,表现为老化后沥青的软化点、粘度增幅降低,延度、针入度的降幅降低。从红外分析来看,沥青羰基峰增幅减少、SBS特征峰降幅减少,这说明二者起到了耐老化效果。就ZDDP和BZ比较而言,ZDDP的添加使得沥青老化前后的延度增大,这可能是由于ZDDP除了起到抗氧剂的效果外,还起到了增塑剂的作用。SBS改性沥青中SBS的氧化符合传统聚合物热氧老化机理,沥青的老化系自氧化过程。ZDDP和BZ抗氧剂的添加起到了自由基捕捉剂和氢过氧化物抑制剂的双重作用,从而改善了沥青的耐老化性能。本文的创新之处:1)系统研究了聚合物/填料复合改性沥青的制备工艺和配方因素对性能的影响,制备了不饱和及饱和聚合物改性沥青,特别是SBS/高岭土复合改性沥青,高、低温性能兼顾,高温贮存稳定,成本低,无污染,其性能达到中国SBS类(Ⅰ类)改性沥青技术要求,具有自主知识产权,有着很好的应用前景;采用等密度方法首度制备了高温贮存稳定的聚乙烯改性沥青,随着聚乙烯改性沥青的广泛应用,有着很好的应用前景;2)采用流变学方法对聚合物/填料改性沥青的流变学行为进行了研究,首次将Carreau两段粘度模型应用于多相复合体系,并结合等密度方法首次应用于说明填料、聚合物和沥青体系的相互作用。3)采用热台红外原位对基质及聚合物改性沥青的老化性能进行了系统的研究,结合反射红外(ATR-FTIR)指出了基质沥青和聚合物改性沥青的老化特征,并成功应用于抗氧剂的添加对沥青耐老化性能评价。4)首次提出环烷油与BZ及ZDDP抗氧剂对沥青耐老化性能的差异,结合红外分析作出解释。
才洪美[3]2007年在《改性乳化沥青的研制及其性能表征》文中认为本论文是以自制的SBS胶乳为改性剂,采用二次热混合法制备改性乳化沥青。在SBS胶乳制备中,包括阳离子乳化剂选择和乳化体系的确定,以及通过正交试验确定最优化工艺条件。根据最优化条件制备的SBS胶乳的性能指标和微观结构分析得出:SBS胶乳带有正电荷、具有很好的稳定性、颗粒大小均匀且与乳化沥青具有很好的相容性等等。分析两种基质沥青和乳化沥青的重要指标,得出沥青乳化后除延度降低外其他性能指标基本不变,通过SBS胶乳改性后,沥青的性能得到很大改善,通过SBS胶乳对沥青叁项指标的影响曲线得出SBS胶乳的最佳用量为6%。由光学显微镜对改性乳化沥青的微观结构分析得出:SBS在乳化沥青中能很好的分散,两乳液的相容性很好,体系没有明显聚沉现象。且产品的各项性能指标也达到了公路路面施工规范的要求,是一种性能优良的沥青路面结合料。通过对SBS、沥青的乳化机理研究得出:SBS胶乳的制备是反向乳化机理,影响乳化效果的最重要因素是乳化剂的HLB值;乳化剂的亲水亲油能力、乳液中的扩散―吸附双电层以及界面膜的强度决定了乳化沥青的稳定性。通过对沥青改性前后红外谱图和四组分分析得出:沥青的改性过程兼有物理改性和化学改性,化学改性只是沥青分子和SBS的简单接枝,没有分子结构单元的变化;改性后沥青的饱和分大幅度减少,芳香分稍有降低,而胶质和沥青质都有不同程度的增加。饱和分和芳香分由于渗透进入SBS内部而减少,而胶质和沥青质含量的增加,主要是由于SBS通过分子间作用力与胶质和沥青质相互作用引起的。胶质和沥青质含量的增加,使得沥青的韧性增加,从而达到改性的目的。
丛玉凤[4]2005年在《无机材料对SBS改性沥青稳定作用的研究》文中指出为了适应交通运输业和经济建设的快速发展，提高普通沥青性能的研究越来越受到人们的关注。对普通沥青进行改性，生产改性沥青成为当今筑路新材料研究领域中最富有活力的课题。 改性沥青是在沥青中加入一定量的改性剂，使沥青在感温性、稳定性、耐久性、粘附性、抗老化性等方面都得到全面改善。在众多的改性剂中，应用和研究最多的是聚合物类改性剂。而在聚合物类改性剂中，SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)以其优良的拉伸性能、良好的耐低温性、溶解性及独特的抗滑性而被大量的使用。但是由于SBS和沥青的组成、结构差别较大，在共混时难以形成稳定的体系，在热储存过程中易发生SBS和沥青相分离现象，所以研究SBS对沥青改性的机理、SBS和沥青之间的相容性具有重要意义。 将辽河油田生产的沥青作为基质沥青，岳阳石化公司生产的星形SBS为改性剂，制备出SBS改性沥青。研究了该种改性沥青的路用性能，并对改性机理进行了探讨。结果表明，制备的SBS改性沥青，具有较好的高、低温等性能。SBS与基质沥青发生物理混合。而且随着改性剂剂量的增加，改性剂在沥青中的分布由分散相转变为连续相。 为了改善SBS改性沥青的储存稳定性，解决SBS与沥青发生离析的现象，在SBS改性沥青中加入了无机材料作为稳定剂。通过考察各种无机材料作为稳定剂的作用效果，选择氧化锌作为稳定剂。研究了氧化锌对SBS改性剂与基质沥青之间的相容性的影响和作用机理；不同种基质沥青的改性沥青对稳定剂的适应性；稳定剂的添加量、剪切速率、剪切温度等工艺参数对改性沥青性能的影响。实验结果表明，使用氧化锌
朱宝华[5]2008年在《纳米层状硅酸盐改性沥青制备工艺与机理研究》文中研究表明当前,道路建设成为基础建设的重心,沥青是高速公路重要的原材料,鉴于许多国产沥青性能低劣和聚合物改性剂的高昂价格,物美价廉是永恒的主题,因而性价比高的改性剂就倍受关注。本文依托重庆市教委科技项目《纳米层状硅酸盐增强路用沥青研究》,对纳米层状硅酸盐改性沥青的制备工艺和机理进行研究。本论文针对纳米层状硅酸盐改性沥青的制备,选用四川仁寿膨润土、叁种插层剂、硅烷偶联剂、70#沥青进行试验研究。根据膨润土的基本特性及物理化学性质,采用硅烷偶联剂和插层剂进行复合插层,制得有机膨润土,再将有机膨润土加入沥青中制得纳米层状硅酸盐改性沥青,研究其制备工艺及改性机理。本文先分析了膨润土的基本特性,并测试了物化性能,提出采用钠化改型,分析钠化机理,研究钠化工艺,在钠化过程中,研究了温度、时间、掺量、矿浆浓度对钠化效果的影响。以钠化土的离子交换量为评价指标,得出最佳工艺参数。在钠化土的有机化过程中,研究了温度、掺量、时间对有机化效果的影响。以离子交换率为评价指标,得出最佳的工艺参数,并在较好工艺条件下制备了与硅烷偶联剂复合插层的有机膨润土,用X射线、红外光谱定性的分析插层的效果。用制得的有机膨润土对沥青进行改性,在改性的过程中用正交试验研究了温度、时间、剪切速度对改性沥青性能指标的影响,在较好工艺条件下制备改性沥青,通过试验分析改性沥青结合料的路用性能,并和同样条件下所制的SBS改性沥青进行对比。最后从沥青改性前后的组分变化,相容性、有机膨润土与沥青的相溶性、模仿其他聚合物/硅酸盐纳米复合材料的增韧机理几个方面来分析有机膨润土对沥青改性的机理。
郑仰才[6]2007年在《官能化SBS的合成及其应用》文中提出苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SBS)叁嵌段聚合物是目前世界上产量最大的热塑性弹性体之一，常温下具有橡胶的弹性，高温下熔融成可塑性的材料。因其具有优良的拉伸性能、良好的耐低温性、透气性、溶解性及独特的抗滑性而被大量应用于制鞋、塑料改性、沥青改性等领域。由于SBS极性小和耐油性较差，使其运用受到限制。通过官能化可以在SBS链上引入极性基团，极大地提高了SBS的耐热，耐氧化，粘接性能及吸水性能。本文根据活性阴离子聚合分子结构可控原理，采用原位聚合法直接将官能化基团引入到SBS分子链的末端，赋予SBS功能化，这对扩大SBS的使用范围特别是改善与沥青的相容性和储存稳定性无疑是一种更为直接有效的方法。本文以环己烷为溶剂、THF为极性调节剂，首次采用对N，N-二甲基氨基苯甲醛缩苯胺、对N，N-二甲基氨基苯甲醛缩对甲基苯胺、苯甲醛缩苯胺、苯甲醛缩对甲基苯胺为官能化封端剂制备了系列官能化SBS；并研究了四种官能化封端剂与聚苯乙烯模型聚合物的反应活性，采用核磁、末端官能度滴定两种方法验证了聚合物末端官能团的存在。对末端官能化反应的工艺条件进行了考察，确定了封端反应的最佳条件。力学性能测试表明官能化聚合物的物理机械性能变化不大。采用TEM和DMA测试了上述末端基团对SBS形态和动态力学性能的影响，结果表明SBS链端封上极性基团后聚苯乙烯微核略变得松散无规，SBS的两个玻璃化转变温度、储能模量和损耗模量均变化不大。测试了新型氨基官能化SBS改性沥青的热储存稳定性。常规性能、离析度及荧光显微镜分析均表明末端氨基官能化能有效提高SBS与沥青相容性和热储存稳定性。四种西弗碱制备的官能化SBS在改性沥青方面效果相当。
赵士峰[7]2014年在《夏热冬寒地区纳米改性沥青研究》文中研究指明延志吴高速公路地处于延安市，所经地区为夏热冬寒地带，年平均温度9.7℃，极端最高气温39.7℃，极端最低气温-28.5℃，非常容易使路面产生车辙与开裂病害，对于沥青混合料的高温和低温性能均提出了很高的要求。传统的沥青材料很难同时满足抵抗车辙和开裂的性能，尤其是对于夏热冬寒地区更为突出。因此，本文采用纳米材料/聚合物复合改性沥青来同时提高沥青高温抵抗车辙，低温抵抗缩裂的能力，使之适用于高、低温环境下的路面地区，具有非常重要的实际意义。首先，本文初选纳米A、纳米B、纳米C、纳米D、纳米E五种纳米材料，采用适宜的活化剂对其表面进行活化改性，通过亲油化度试验及红外光谱研究活化剂对不同无机纳米粒子材料表面活化改善效果的影响。亲油化度测试纳米粒子表面修饰前后的结果表明，每种纳米粒子表面的亲油化度程度都得到提高；红外光谱分析表明，活化剂已通过化学键接到了无机纳米粒子的表面，证明活化剂对纳米材料表面改性是有效可行的。其次，采用搅拌+高速剪切的方法分别制备纳米改性沥青与聚合物改性沥青，通过常规指标对纳米材料及聚合物进行比选，筛选出性能较优的改性剂。以同样的制备工艺，采用叁因素正交试验及两因素互补试验方案制备纳米/聚合物复合改性沥青，分别用极差分析法和对比法筛选出两种方案的各种改性剂最佳组合。对每种组合采用性能、造价综合对比分析，比选出最佳的纳米复合改性沥青，有3%A+0.5%C+3.7%SBS、5%B+1%C+3%SBR、3%A+4%SBR、5%B+4%SBR、5%A+4.2%SBS。然后，对比选出的纳米复合改性沥青进行老化性能、DSR、BBR、离析试验研究。在老化性能试验中，采用质量损失、针入度比、延度对纳米复合改性沥青的抗老化性能进行评价。DSR试验通过复变剪切模量G*、相位角δ和车辙因子G*/sinδ评价纳米复合改性沥青的高温性能； BBR试验采用弯曲蠕变劲度模量S和蠕变曲线的斜率m两个参数来评价纳米复合改性沥青低温抗裂性能。从而终选出适合夏热冬寒地区的叁种纳米复合改性沥青，为3%A+0.5%C+3.7%SBS、5%B+4%SBR、5%A+4.2%SBS，研究表明无论抗老化性能还是高、低温性能都得到了显着提高。同时对终选的纳米复合改性沥青进行离析试验分析，表明经过表面活化的纳米材料的加入可以明显改善复合改性沥青的相容性。最后，通过扫描电镜和荧光显微镜直接观测终选的纳米复合改性沥青中纳米和聚合物改性材料在沥青中的分布状态以及与沥青两者间的界面结合情况，用红外光谱仪分析纳米复合改性沥青微观改性机理。同时研究纳米材料和聚合物加入到基质沥青中的相互作用机理，进而来探讨纳米材料/聚合物复合改性沥青的技术性能，以期望达到良好的改性效果，促进纳米材料改性沥青的发展与应用。
向丽[8]2011年在《废橡胶粉/SBS复合改性沥青的机理和性能研究》文中研究指明废橡胶粉/SBS复合改性沥青（CR/SBSCMA）技术可结合废橡胶粉（CR）和SBS两种改性剂的优点，降低改性沥青生产成本，利用废旧橡胶资源，改善沥青性能。目前对CR/SBSCMA的研究主要集中在现场制备沥青混合料、道路工程和路用性能等方面，但是为了大规模推广应用复合改性沥青，工厂化制备性能稳定的复合改性沥青是首要的问题。这要求对复合改性沥青中沥青与改性剂直接的作用机理和储存稳定性等关键问题进行研究，而目前相关的研究还很缺乏，限制了CR/SBSCMA技术的应用与推广。针对这种情况，本文对CR/SBSCMA制备过程中沥青与改性剂直接的作用机理和储存稳定性等关键问题进行了研究，主要包括CR/SBSCMA的流变行为、热氧老化性能、储存稳定性以及废橡胶在沥青组分中的溶胀过程等。主要工作和研究成果包括以下几个方面：改变改性剂和相容剂的掺量，采用优化工艺制备废橡胶粉改性沥青（CRMA）、SBS改性沥青（SBSMA）和CR/SBSCMA。在CR和SBS掺量均较低的情况下，CR/SBSCMA常规性能明显优于相应的低改性剂掺量的CRMA和SBSMA，改性效果好。从材料流变学的角度分析CR/SBSCMA的流变行为，更适于预测沥青的路用性能，模拟沥青路面真正的力学响应。在改性沥青的制备和施工过程中，改性沥青呈液态，以高温粘度作为其流变性能参数。当改性沥青处于路面使用过程时，改性沥青呈固态，以复数剪切劲度模量G*、相位角、贮能模量G′和抗车辙因子G*/sin等作为流变性能参数。改性沥青粘度测试研究表明，剪切速率和转子型号对CRMA、SBSMA和CR/SBSCMA表观粘度有较大的影响。当测试温度T=110℃时，CRMA、SBSMA和CR/SBSCMA的表观粘度均呈现剪切变稀特性；当T≥135℃时，SBSMA转变为牛顿流体，粘度值恒定，而CRMA和CR/SBSCMA仍然表现非牛顿流体特性。在本研究测试温度下，SBSMA为宏观均相体系，转子型号对SBSMA粘度值无影响；而对于CRMA和CR/SBSCMA，由于CR颗粒的影响，体积相对较小的S27号转子所测粘度值均大于S21号转子。本研究就改性剂CR、SBS的性质与基质沥青性质之间的差异分析了测试条件对粘度值造成影响的原因，并据此对粘度计算式提出修正。现有的粘度测试条件难以准确测量含有CR改性剂的非均相改性沥青体系的粘度，选择体积较大的S21号转子和较大剪切速率可减小CR颗粒对粘度值的影响。确定粘度测试条件，根据粘温曲线确定的拌和与压实温度范围表明CRMA和CR/SBSCMA的粘度仍需进一步降低。改性沥青的动态剪切流变试验结果表明，CRMA、SBSMA和CR/SBSCMA的G*、G′和G*/sin均随温度的升高而减小，并与温度在半对数坐标中成线性关系。在针入度相近的情况下，CR/SBSCMA的G′、和G*/sin优于CRMA和SBSMA。对比针入度分级体系和PG分级体系的改性沥青高温性能指标，与针入度分级指标中的球法软化点TR&B相比，反映沥青材料温度敏感性的当量软化点T800指标与高温等级温度THS变化趋势更相似，可较好的反映沥青材料的高温抗车辙性能。采用旋转薄膜烘箱试验模拟基质沥青、CRMA、SBSMA和CR/SBSCMA的热氧老化过程，研究基质沥青、改性剂CR和SBS对改性沥青老化性能的影响。根据老化过程中常规性能和动态流变学指标改变的程度知，基质沥青和叁种改性沥青的耐老化性能次序为：CRMA＞CR/SBSCMA＞SBSMA＞基质沥青，改性剂的添加提高了沥青的耐老化性能。结合基质沥青、CRMA、SBSMA和CR/SBSCMA老化过程中的宏观性能指标和微观组成结构的变化分析了复合改性沥青的热氧老化机理。研究表明，与CRMA和SBSMA中改性剂的作用不同，在CR/SBSCMA的老化过程中，由于CR和SBS的同时存在，改性剂的降解产物和基质沥青的次生组分的缩合反应加剧，导致CR/SBSCMA老化后芳香分和胶质含量减少、沥青质和甲苯不溶物含量增加。降解产物、次生组分与缩合产物改变了复合改性沥青的族组成分布和胶体结构，造成宏观性能的变化。分析改性剂在CRMA、SBSMA和CR/SBSCMA中的离析行为，发现SBS状态稳定，而CR颗粒的下沉的是CRMA和CR/SBSCMA离析的主要原因。在CR/SBSCMA中，SBS的介入可以在一定程度上延缓CR颗粒的离析，但效果不显着。通过双螺杆挤出机对CR和SBS进行熔融共混得到CR/SBS共混物（CRM），以增加两种改性剂的相容性，实验表明共混改性剂能够显着提高复合改性沥青性能。在CRM/SBSCMA中，CRM中SBS部分在稳定剂的作用下与SBS主体形成CRM—SBS—基质沥青连接的结构，复合改性沥青的热储存稳定性可以得到改善。当CRM掺量低至1.5%时，所得CRM/SBSCMA离析软化点差值数据均符合标准，但CRM颗粒仍然发生下沉现象。研究表明CRM和SBS在基质沥青中可能形成了一定的相互作用，使得CRM/SBSCMA性能优于CR/SBSCMA，但这种相互作用较弱，在剪切过程中还可能遭到破坏，不足以阻挡CRM颗粒在沥青中的下沉，造成CRM在长时间的储存过程中出现离析现象。所以，在CRM/SBSCMA储运过程中仍需要借助搅拌保持CRM均匀稳定的分布在基质沥青中。橡胶在沥青中的溶胀效果对CRMA和CR/SBSCMA的性能具有十分关键的影响。本研究对薄片状废轮胎橡胶在沥青组分中的溶胀过程进行了定量研究，发现橡胶的溶胀有一个快速增长期，在较短的时间内橡胶的溶胀度快速变大，之后逐渐增大直至达到溶胀平衡。升高溶胀温度、提高橡胶中的天然橡胶含量和溶胀混合物中的轻质油分（饱和分与芳香分）含量可提高橡胶溶胀度。通过对溶胀前后的橡胶的分析可知，充分的溶胀能够显着改善橡胶和沥青之间的相容性。在聚合物溶胀理论和Crank单向扩散的基础上分析橡胶的溶胀过程，发现橡胶的溶胀速率常数和溶胀混合物组分分子的扩散系数均随温度升高而增大；橡胶在轻质油分含量较高的溶胀混合物中的溶胀速率常数更大，此时，溶胀混合物组分分子的扩散系数也更大，表明提高温度和轻油分含量可加速橡胶的溶胀。根据极差分析，本研究中叁个因素水平对扩散系数影响的大小顺序依次为：溶胀混合物族组成＞溶胀温度＞橡胶类型。
杨朋[9]2012年在《高模量沥青及其混合料特性研究》文中进行了进一步梳理高模量沥青及其混合料是解决我国沥青路面重载交通及长大陡坡路面车辙等问题的重要工程材料。由于其进入我国的时间较晚，我国对高模量沥青及其混合料的研究还比较滞后，对其缺乏必要的认识，对高模量沥青及其混合料的性能特性研究是一项非常艰巨的研究内容。本研究应用SBS和PE两种改性剂制备出了性能良好的高模量沥青，可以在显着改善沥青低温的同时，又较大程度上提高了沥青的高温性能，然后研究高模量沥青混合料的特性及其路面应用特性。对于目前越来越受到广泛关注的高模量沥青及其混合料，它们在使用中的材料学性能特征和工程特性等问题是各国道路工作者所面临的重要课题。本文首先分析了高模量沥青及高模量沥青混合料研究现状，阐述对其进行系统研究分析的必要性。通过优化制备工艺，试验制备性能优良的高模量沥青；根据PE改性剂的掺加对沥青体系的影响分析，提出了PE对沥青的作用机理;采用扫描电子显微镜（SEM）、差热扫描分析（DSC）和红外光谱（FTIR）等技术手段对高模量沥青进行材料学性能测试；然后对掺加SBS和PE改性剂制备的高模量沥青进行流变学性能研究，发现其在高低频状态下的模量及变形能力远远优于SBS沥青和基质沥青，高模量沥青具有其与普通沥青不同的粘弹性特性，PE改性剂的加入可以改善SBS改性沥青的高温车辙因子，提高沥青的PG（性能分级）等级，具有优良蠕变特性；从沥青粘弹性出发，采用粘弹分离手段研究SBS和PE对沥青粘弹性质的影响；由动态力学试验方法（DMA）测得的零剪切粘度ZSV评价了高模量沥青的高温性能，这些特性为高模量沥青的工程应用提供技术支持；通过动态模量和静态模量试验、车辙试验和其它路用性能试验等全面研究高模量沥青混合料的路用特性：PE和SBS改性剂的加入能够显着提高沥青混合料的动、静态模量，在高温情况下动态模量的提高极为明显；提出高模量沥青混合料的两项特性，可以用来验证、评价高模量沥青混合料的质量，为生产高质量的高模量沥青混合料提供技术参考；综合比较本文制备的高模量沥青混合料与外掺法制备高模量沥青混合料的在模量、动稳定度等提高幅度方面的差别，进而深度揭示二者不同的作用机理；开展高模量沥青混合料的特性研究为其广泛应用奠定应用基础；采用有限元分析软件对48种材料组合进行建模，分析各结构在不同荷载组合,不同温度下和不同力学参数下的力学响应，通过各组合的分析，C组合(上面层高模量沥青混合料+中面层高模量沥青混合料+下面层高模量沥青混合料，在20℃和60℃下)弯沉值最小，τmax分布对路面整体结构最合理，因此是最佳路面组合结构；最后在工程实际中采用高模量沥青路面，与SBS沥青路面进行试验段的跟踪检测，表明高模量沥青路面具有较好的工程使用价值。
于瑞恩[10]2016年在《氧化石墨烯/聚氨酯复配改性沥青的制备和性能研究》文中研究表明沥青作为重要的工程材料,在工业、交通和基础建设等领域有着广泛的应用,国民经济的快速发展对沥青的质量不断地提出新的要求,传统的普通沥青已经不能完全满足需要。从聚合物改性沥青的研究、生产和应用到聚合物复合改性沥青的研究,再到纳米材料和技术在沥青改性方面的应用,改性沥青的研究不断发展。但各类改性剂在沥青性能改善和改性成本上存在的矛盾影响着改性沥青的推广和应用。本文采用密闭氧化法和预聚体法分别制备了氧化石墨烯和聚氨酯,对基质沥青进行复合改性,协同发挥纳米材料和聚合物各自的优势,改善沥青及沥青混合料的性能,具有重要的意义和工程应用价值。提出了氧化石墨烯水分散液熔融法制备改性沥青的方法,通过傅里叶红外光谱和改性沥青组分变化研究了氧化石墨烯对基质沥青的改性作用,发现了氧化石墨烯含有与沥青相同的官能团,改性过程并未发生化学变化,而是以其自身的纳米特性来影响沥青的性能。此外,氧化石墨烯片层阻碍了沥青组分间的热氧转化,在老化过程中制约了沥青向凝胶型的转变,保持了沥青优异的粘结性和温度稳定性。提出了聚合物基纳米复合材料改性沥青的方法,通过原位聚合制备氧化石墨烯/聚氨酯复合材料及复合材料在沥青中的高速剪切,得到了氧化石墨烯和聚氨酯均匀分散的改性沥青材料,实现了沥青的聚合物和纳米双重改性。从力学、热学以及物理化学结构和组分方面研究了复配改性沥青的宏观性能和微观变化,探讨了改性沥青体系结构和性能的关系,发现了聚氨酯和氧化石墨烯分别从“合金化”和“复合材料化”两个方面发挥作用提高基质沥青的性能。从氧化石墨烯改性沥青、聚氨酯改性沥青再到氧化石墨烯/聚氨酯复配改性沥青,系统地研究了纳米材料、聚合物的性质及其协同作用对沥青性能的影响,发现氧化石墨烯在沥青中的母料法分散能够有效地避免纳米材料的团聚。基于胶体理论和高分子化学原理,从改性沥青的组成成分、胶体结构和微观性质方面揭示了沥青的复配改性机理,得出了对生产应用有指导意义的沥青复配改性剂配方及沥青改性工艺。基于最大密度曲线级配理论,按照AC-13型沥青混合料级配设计了一种粗型密实结构的沥青混合料,通过胡克定律和修正的尼尔森流变学模型分析了沥青混合料的低温弯曲变形和常温应力-应变非线性粘弹行为,通过开尔芬粘弹性模型和麦克斯韦粘弹性模型分别研究了沥青混合料的蠕变变形行为及载荷作用频率与路面变形的关系。从沥青混合料的组织结构及破坏机理方面阐述了聚合物和纳米材料在沥青中的改性作用。
参考文献：
[1]. 聚合物SBS改性沥青稳定机理及制备工艺的研究[D]. 吉永海. 石油化工科学研究院. 2001
[2]. 聚合物/填料复合物改性沥青性能与结构研究[D]. 欧阳春发. 上海交通大学. 2006
[3]. 改性乳化沥青的研制及其性能表征[D]. 才洪美. 中国石油大学. 2007
[4]. 无机材料对SBS改性沥青稳定作用的研究[D]. 丛玉凤. 东北大学. 2005
[5]. 纳米层状硅酸盐改性沥青制备工艺与机理研究[D]. 朱宝华. 重庆交通大学. 2008
[6]. 官能化SBS的合成及其应用[D]. 郑仰才. 大连理工大学. 2007
[7]. 夏热冬寒地区纳米改性沥青研究[D]. 赵士峰. 长安大学. 2014
[8]. 废橡胶粉/SBS复合改性沥青的机理和性能研究[D]. 向丽. 中国石油大学（华东）. 2011
[9]. 高模量沥青及其混合料特性研究[D]. 杨朋. 华南理工大学. 2012
[10]. 氧化石墨烯/聚氨酯复配改性沥青的制备和性能研究[D]. 于瑞恩. 西安理工大学. 2016
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