SBS及马来酸酐改性剂对沥青自愈合性能的影响

选择SBS和SBS-MAH（马来酸酐）作为沥青改性剂,通过分子模拟软件从微观角度分析沥青愈合性能,研究改性剂对沥青自愈合性能的影响。利用分子模拟软件建立基质沥青体系模型,并通过密度、溶解度和均方位移3个参数证实体系模型作为沥青分子的代表性;建立基质沥青、SBS改性沥青和SBS-MAH改性沥青的自愈合模型体系,对比在298 K（25 ℃）条件下,设置10,20,30?（1?=0.1 nm）空隙间隔的自愈合模型,进行愈合模型的愈合全过程分析,计算愈合模型的扩散系数和愈合体积比率参数,分析SBS改性剂、SBS-MAH改性剂对愈合模型的愈合影响。结果表明:基质沥青愈合能力最好,SBS改性沥青次之,SBS-MAH沥青愈合能力最差,SBS改性沥青、SBS-MAH改性沥青的愈合趋势一致。     

杜仲胶与SBS改性沥青共混试验研究

SBS因存在与沥青相容性的问题,并不能对所有沥青起到很好的改性效果.而构建SBS与沥青反应渠道,增加反应界面,从而改善与沥青相容性,是提高SBS改性沥青性能的有效手段.天然高分子材料杜仲胶具有与SBS相类似的橡塑二重性,与SBS能很好地相容.同时采用溶剂接枝的方法,在杜仲胶上接枝能与沥青氮基反应的官能团马来酸酐,从而形成了符合SBS增容剂要求的接枝杜仲胶.通过对两种品质不同的沥青进行高低温和流变性能试验,进一步验证了接枝杜仲胶是一种性能良好的SBS改性沥青增容剂.     

接枝SBS对改性沥青稳定性的影响及机理研究

通过沥青基本性能测试、红外光谱测试、荧光显微镜研究了接枝SBS对改性沥青稳定性能的影响及其机理。结果表明:丙烯酸接枝到SBS,在SBS中引入极性基团,其改性为化学改性;接枝SBS改性沥青的改性剂和沥青之间界面非常模糊,改性剂和沥青有较好的相容性,界面结合强度较好;接枝SBS(2%~6%SBS)离析后软化点差仅为0.1~1.1℃,提高了改性沥青的高温储存稳定性,达到了规范的要求。     

杜仲胶改性沥青优化设计及路用性能研究

为了进一步完善聚SBS改性沥青性能,降低合成高分子改性剂受原油价格和产量的影响程度,分析了接枝杜仲胶改性沥青的机理.将接枝杜仲胶与SBS复合后改性沥青,进行了沥青和沥青混合料的高低温和老化性能试验,试验结果表明:当小于2％掺量的接枝杜仲胶加入SBS改性沥青后能提高它的高温和抗老化性能,不降低低温性能,而且1.5％掺量接枝杜仲胶对SBS改性沥青性能提高最为明显;接枝杜仲胶取代一部分SBS后,沥青混合料除了低温性能相当外,强度、高温和水稳性能均得到不同程度的提高.接枝杜仲胶取代一部分SBS后不降低而是增强了改性沥青的使用品质,也减少了合成高分子材料的用量,符合我国倡导的工业化生产应走节能减排环保低碳路线的号召.     

基于动态力学分析方法的马来酸酐改性沥青黏弹特性研究

马来酸酐改性沥青在改善环氧树脂-沥青体系相容性方面具有重要的作用,该文对马来酸酐改性沥青进行动态力学分析,通过应变扫描确定线性黏弹范围。分别采用温度扫描、频率扫描得到不同加载条件下沥青动态力学温度谱和频率谱;通过稳态流动试验,并利用Carreau模型拟合计算得到改性沥青的零剪切黏度。研究结果表明:动态力学分析方法能够有效反映沥青黏弹特性的变化,经过马来酸酐改性,沥青的弹性特征增强,高温性能提高,温度敏感性减弱。     

SBS改性沥青与多功能改性助剂的反应性改性研究

通过在SBS改性沥青中加入多功能改性助剂,使聚合物SBS中的C=C与沥青中的活性基团发生交联、接枝、烷基化、加成等化学反应.通过沥青性能测试、组分分离与测试、红外光谱和DSC测试等试验结果表明,在多功能改性助剂作用下,沥青中部分饱和分和芳香分转变成了多环结构的胶质和沥青质,使SBS与沥青以化学键的形式连接成三维空间网状结构,从而提高了SBS改性沥青的低温延度和温度稳定性.加入多功能改性助剂1后,沥青软化点提高率可达42.7%,加入多功能改性助剂2后沥青低温延度的提高率可达96.2%.     

反应性助剂对SBS改性沥青的化学改性研究

通过在SBS改性沥青中加入反应性助剂,用化学改性的方法使聚合物SBS中的C=C与沥青中的活性基团发生交联、接枝、加成等化学反应。沥青性能测试结果表明,加入含活性基团较多的有机胺类反应性助剂后,SBS改性沥青的软化点提高了48%,高温性能得到了明显改善。加入含芳香类物质较多的酯类反应性助剂后,SBS改性沥青的高、低温性能都有较大程度的提高,特别是低温延度提高率达到184%。DSC测试结果表明,反应性助剂A和B的加入提高了SBS改性沥青的温度稳定性,提高率分别为22%和8%。同时TGA曲线也进一步证实了反应性助剂能提高SBS改性沥青的温度稳定性。SBS和沥青之间稳定空间网络结构的形成使沥青的性能得到根本改善。     

几种改性沥青粘弹性与高温性能的评价与分析

在不同的试验温度下,对热老化前后的Duroflex改性沥青、岩沥青改性沥青和SBS改性沥青进行动态剪切流变试验,采用相位角和车辙因子指标评价改性沥青的粘弹性特征、抗车辙能力以及温度敏感性。试验结果表明：Duroflex改性剂与岩沥青均可以增加沥青的高温弹性和抗车辙能力,改性效果随着改性剂掺量增加而增大,随着温度的升高而降低,经热老化后Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青的弹性特征增强、抗车辙能力提高;SBS改性沥青的弹性比例随着温度的升高而增大,经热老化后的弹性比例减小,但仍强于Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青;SBS改性沥青车辙因子对温度敏感性小于Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青。此外,采用现行superpave胶结料分级标准,对SBS改性沥青的分级较为合适,而对Duroflex改性沥青和岩沥青改性沥青可能过于苛刻。     

SBS改性沥青与多功能改性助剂的反应性改性研究

通过在SBS改性沥青中加入多功能改性助剂，使聚合物SBS中的C=C与沥青中的活性基团发生交联、接枝、烷基化、加成等化学反应。通过沥青性能测试、组分分离与测试、红外光谱和DSC测试等试验结果表明，在多功能改性助剂作用下，沥青中部分饱和分和芳香分转变成了多环结构的胶质和沥青质，使SBS与沥青以化学键的形式连接成三维空间网状结构，从而提高了SBS改性沥青的低温延度和温度稳定性。加入多功能改性助剂1后，沥青软化点提高率可达42．7％，加入多功能改性助剂2后沥青低温延度的提高率可达96．2％。     

基于红外光谱法的SBS改性沥青共混机理分析

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,基质沥青采用日本加德士70#,SBS为岳阳化工厂生产的YH-791型线型结构。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中特征官能团的分析与探讨,通过比较基质沥青、SBS、SBS物理改性沥青及SBS化学改性沥青这四种红外光谱图,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,这是由于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的结果,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。对于这方面工作,有待进一步探讨与深入研究。     

多聚磷酸/SBS复合改性沥青的抗老化性能

为了研究多聚磷酸改性沥青、SBS改性沥青以及多聚磷酸/SBS复合改性沥青老化后的流变性能,从而深入探讨改性沥青的老化机理,采用动态剪切流变仪测试老化前后沥青试样的复数剪切模量和相位角,分析老化对沥青抗剪强度以及黏弹性相对比例的影响;并对试样进行凝胶渗透色谱分子量分析。研究结果表明:老化对多聚磷酸改性沥青复数剪切模量和相位角的影响最显著,对SBS改性沥青的影响最小;老化后多聚磷酸改性沥青的复数模量远大于SBS改性沥青,而相位角却较SBS改性沥青小;老化使改性沥青中沥青相的分子量增大,SBS改性剂相的分子量减小。     

胶粉与SBS复合改性沥青制备与性能研究

为优化胶粉与SBS复合改性沥青制备参数,通过正交试验探讨SBS嵌段比、胶粉目数、SBS掺量及胶粉掺量对复合改性沥青高、低温性能及黏度的影响,进行影响因素与沥青性能Pearson相关性分析,最后采用傅里叶变换红外光谱分析仪研究改性机理。结果表明,高嵌段比SBS与高胶粉掺量会提升复合改性沥青的高温性能,但不利于复合改性沥青的低温性能;提高胶粉目数可降低复合改性沥青的黏度,提高SBS掺量对改善复合改性沥青的高、低温性能均能起到积极作用;SBS嵌段比对复合改性沥青的高温性能影响显著,胶粉掺量对沥青黏度影响显著;胶粉与SBS对沥青的改性过程主要为物理改性。     

复合再生剂对老化SBS改性沥青性能和结构的影响研究

将复合再生剂和普通沥青再生剂分别用于老化SBS改性沥青的再生,通过再生沥青的物理性能、化学组成分析和红外光谱测试研究了两种再生剂对老化SBS改性沥青性能和结构组成的影响。物理性能测试结果表明:复合再生剂对老化SBS改性沥青物理性能的恢复作用优于普通再生剂,当复合再生剂的掺量达到老化沥青质量的8%时,再生SBS改性沥青的性能基本接近老化前SBS改性沥青的性能;红外光谱和化学组成测试结果显示:普通再生剂只能调节老化SBS改性沥青中基质沥青的化学组成,无法修复SBS断裂的分子链,而复合再生剂不仅能调节老化SBS改性沥青中基质沥青的化学组成,还可通过其分子结构中的极性环氧基团与SBS的降解产物发生化学反应以修复SBS因老化发生降解的分子链。     

岩沥青用于石油沥青复合改性的试验研究

通过对岩沥青/SBS和岩沥青/LDPE复合改性石油沥青三大性能指标的研究,分析了岩沥青和聚合物用量比的变化对改性沥青性能的影响规律.结果表明:岩沥青与SBS复合后,对改性沥青的软化点和延度有较明显的影响,两者均随岩沥青含量的提高而下降;岩沥青与LDPE复合后对改性沥青的软化点和延度也有较明显的影响,前者随岩沥青含量的提高而下降,而后者则当岩沥青/LDPE用量比在1∶1左右时出现极大值,即岩沥青与LDPE复合后可明显改善改性沥青的延度;添加少量岩沥青有利于改善SBS和LDPE在石油沥青中的分散特性.     

聚合物改性沥青老化后的流变特性研究

利用沥青常规试验和动态力学试验测量了3种基质沥青与15种聚合物改性沥青老化后流变性能的变化,表明常规试验能够描述基质沥青老化对流变特性的影响,但对聚合物改性沥青的评价却显得力不从心。动态剪切流变试验结果显示,聚合物改性沥青老化后流变性能与基质沥青相比有着不同的响应：EVA改性的沥青老化后的流变性向基质沥青转化;而SBS改性沥青的变化与共聚物分子结构的分解有关,使SBS由高分子共聚物降解成为低分子结构。     

不同再生方式的再生S BS改性沥青老化性能研究

采用新基质沥青、新改性沥青和再生剂再生老化 SBS 改性沥青,测定了不同方式再生后的 SBS 改性沥青 RTFOT老化前后的25℃针入度和老化后的残留延度,以及不同老化时间后的质量损失。通过对不同再生再生方式再生后的 SBS 改性沥青的残留针入度比、残留延度和质量损失率进行对比,分析再生 SBS 改性沥青的老化性能。研究结果表明,通过新改性沥青再生的 SBS 改性沥青的老化性能优于通过新基质沥青和再生剂再生的 SBS改性沥青。     

薄层罩面沥青胶结料性能试验研究

为薄层罩面实际工程选择适宜的沥青胶结料及专用改性沥青的开发研究,选用4种常用的沥青(高黏沥青、橡胶沥青、SBS改性沥青、橡胶粉/SBS复合改性沥青)进行针入度、软化点、延度、布氏黏度、弹性恢复、动态剪切流变、沥青黏附性等试验,对比分析4种沥青路用性能。研究表明:参考《公路沥青路面施工技术规范》与NovaBinder标准进行选材时高黏沥青与复合改性沥青适宜于薄层罩面;除温度敏感性和与集料黏附性外路用性能皆为高黏沥青复合改性沥青SBS改性沥青橡胶沥青;高黏沥青综合性能优于只添加了橡胶粉或SBS改性剂的橡胶沥青、SBS改性沥青和复合改性沥青,但价格昂贵,复合改性沥青较橡胶沥青与SBS改性沥青高低温性能都有了一定程度的提升但刚满足NovaBinder标准要求且与高黏沥青性能差距较大;因此最终提出开发研究薄层罩面专用沥青时可将高黏沥青中组分与橡胶粉、SBS进行复合改性,在提高沥青胶结料路用性能的同时降低改性沥青成本。     

增容剂对煤直接液化残渣与石油沥青相容性的改善效果评价

为分析苯甲醛(Benzaldehyde, BENZ)和邻苯二甲酸二辛酯(Dioctyl Phthalate, DOP)对煤直接液化残渣(Direct Coal Liquefaction Residue, DCLR)与石油沥青相容性的改善效果，选取饱和分、芳香分、沥青质与胶质代表沥青四组分，采用分子模拟软件(Materials Studio, MS)组建SK-90沥青、DCLR、BENZ、DOP单体分子模型，并利用以上分子模型构建14种体系，通过分子动力学模拟计算体系间溶解度参数差值、Flory-Huggins参数、体系间相互作用能，探究单掺或复掺BENZ和DOP对DCLR与SK-90沥青相容性的影响机制，并分析BENZ和DOP对DCLR与SK-90沥青相容性的改善效果。研究结果表明：BENZ和DOP的掺入提高了SK-90沥青的溶解度参数，从而使SK-90沥青与DCLR体系间溶解度参数差值降低，提升了DCLR与SK-90沥青的相容性；3种掺配方式对DCLR与SK-90沥青相容性提升效果排序为复掺BENZ和DOP>单掺BENZ>单掺DOP;相互作用能中范德华势能与非键接能作为评...     

温拌剂对沥青及沥青混合料性能的影响研究

基于自主开发的温拌剂,在针入度分级体系、SHRP沥青性能分级体系、粘度分级体系下对基质沥青、SBS改性沥青及胶粉改性沥青的性能影响进行了研究;研究了基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料及胶粉改性沥青混合料的施工温度,并进行了路用性能验证,结果表明:温拌沥青混合料的高温性能及疲劳性能优于相应的热拌沥青混合料;低温性能和水稳定性能与热拌沥青混合料相当。     

沥青结合料对沥青碎石路面性能的影响

为了分析沥青结合料对沥青碎石路面性能的影响,采用车辙试验、冻融劈裂试验和弯曲试验的方法,研究沥青膜厚度、沥青类型和粉胶比对沥青碎石路面性能的影响.发现沥青膜厚度、沥青类型和粉胶比对沥青碎石路面性能影响显著;随着沥青膜厚度的减小,沥青碎石马歇尔稳定度先增大后减小,高温稳定性提高,水稳定性与低温抗裂性降低;SBS改性沥青较基质沥青的路面性能较好;随着粉胶比的增大,马歇尔稳定度和低温抗裂性先增大后减小,高温稳定性和水稳定性提高.结果表明:沥青膜厚度为9～11μm时,沥青碎石的综合路面性能较好;SBS改性沥青可有效提高沥青碎石的路面性能;粉胶比为0.8～1.2时,沥青碎石的综合路面性能较好;高温地区宜采用SBS改性沥青和低标号沥青,且沥青膜厚度宜为9μm,粉胶比宜为1.0～1.2;寒冷地区宜采用SBS改性沥青和高标号沥青,且沥青膜厚度宜为11 μm,粉胶比宜为0.8～1.0.