SBS/橡胶粉复合改性SH型混合生物沥青工艺及机理

为探究复合改性技术提升混合生物沥青路用性能的工艺及机理,针对特定来源的SH型生物沥青,将其与石油沥青共混制备混合生物沥青后进行SBS/橡胶粉复合改性,研究改性顺序及改性剂掺量对复合改性沥青常规路用性能的影响、生物沥青掺量对改性剂溶胀特性与复合改性沥青高温及低温性能的影响,由此确定混合生物沥青复合改性工艺;利用多应力重复蠕变恢复（MSCR）、弯曲梁流变（BBR）和频率扫描（FS）试验评价复合改性沥青的流变特性;借助红外光谱（IR）化学官能团分析以及荧光显微镜（FM）和原子力显微镜（AFM）微观形貌观测分析揭示混合生物沥青复合改性机理。研究结果表明：SBS掺量为2.5%,橡胶粉掺量为18%（内掺）时,按照先SBS改性后橡胶粉改性的顺序制备的复合改性沥青的常规路用性能均较优;生物沥青掺量为15%时改性剂溶胀特性与复合改性沥青的高温及低温性能均较佳;SBS/橡胶粉复合改性在显著提升混合生物沥青弹性恢复率与m值的同时还降低了其不可恢复柔量与劲度模量,即改善了混合生物沥青的高温稳定性与低温抗裂性,且此结果与FS复数模量主曲线结果相一致;生物沥青可有效增溶聚合物改性剂并增强聚合物相网络结构,从而显著提升沥青复合改性效果;对混合生物沥青进行SBS/橡胶粉复合改性后未出现新的特征吸收峰,此复合改性过程属于物理变化;沥青厂生产的复合改性沥青性能优于实验室水平制备的复合改性沥青。     

对改性沥青改性机理的探讨

分析改性沥青形成的原因、途径，通过对两种改性沥青的微观结构分析和性能比较，证实改性过程是一个复杂的物理化学过程，认为保证改性效果的首要条件是改性剂与基质沥青之间具有良好的相容性。因此，为取得良好的改性效果，聚合物改性应充分保证以物理改性为主，以化学改性为辅。     

废旧轮胎橡胶改性沥青的研究进展

文中介绍了有关废旧轮胎组成、橡胶沥青的改性机理以及影响橡胶沥青性能的各种因素，废旧轮胎的主要成分为橡胶与炭黑，这两种成分在改性过程中起主要作用；不同类型废旧轮胎对改性沥青的影响主要在于轮胎中橡胶含量不同；橡胶改性机理以物理溶胀填充为主、化学共混为辅，重点讨论了胶粉粒径、胶粉添加比例、搅拌条件等对橡胶沥青性能的影响。     

废食用油脱硫胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能评价

针对橡胶沥青存贮稳定性差与生物沥青高温性能不足问题,基于Terminal Blend胶粉改性沥青技术,提出以废食用油代替沥青脱硫胶粉,用脱硫产物(ODR)制备存贮稳定的改性沥青,为弥补ODR改性沥青高温性能损伤,采用共混复合改性工艺研制了ODR/SBS复合改性沥青.为考察复合改性沥青在工程应用中的可行性,通过车辙试验、...     

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％。     

SBS改性沥青的化学改性研究

本试验以埃索70号沥青为基质沥青,SBS为主要改性剂,加入化学改性助剂制备的改性沥青,高低温性能得到提高,其中针入度75 cm,软化点提高到60.7℃,较未加化学改性助剂的SBS改性沥青提高了16%,延度增至62.8 cm,增加了62%.试验发现化学助剂是脂肪长链有机化合物时,有利于改善沥青延度,同时化学助剂分子内部含活性基团3～4个较好,过多会引起过度交联,过少又会交联不充分,从而影响改性效果.     

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。     

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%.     

SBS改性沥青剪切发育过程的动态力学热分析

为了检验改性过程中共混物性能的变化规律，在实验室制备SBS改性沥青的过程中，用不同类型SBS与不同组分的基质沥青配伍，对制备过程中的样品进行动态力学扫描及常规沥青试验，发现在适当的剪切及发育时间内沥青与聚合物共混的动力学性能会得到改善，过长的剪切及发育时间使其性能下降.在其他条件一致的情况下，聚合物在沥青中能否形成网络结构取决于沥青组分，共混所需的合适剪切及发育时间有赖于沥青组分与改性剂的配伍性.     

贮存稳定的LDPE/SBS共混物改性沥青的制备

比较直接添加LDPE、SBS改性沥青与LDPE／SBS熔融共混物改性沥青的高温贮存稳定性，并利用光学显微镜观察各种改性沥青在高温下随时间的变化。结果表明：直接添加LDPE、SBS所得到的改性沥青，其高温贮存稳定性很差，在反应剂加后得到了一定程度的改善，而采用预先制备LDPE／SBS共混物，再将其添加到沥青中，在反应剂存在的条件下，所得到的改性沥青能够在高温下稳定贮存，同时，相形态观察也表明，直接添加性沥青，无论加入反应剂与否，都存在聚合物颗粒聚集现象。而共混物改性沥青的高温相形态则不随时间变化，这一点与稳定性测试结果相吻合。     

聚合物改性沥青性能的评价研究

根据我国现阶段条件和实验室设备情况,结合“八五”攻关研究成果,推荐改性沥青、沥青混合料各方面性能的评价指标;对近１０种具有一定代表性的聚合物改性沥青、沥青混合料的性能进行了测试与评价;针对地区气候特点,采用综合评价的方法,在多种改性沥青中推荐适用于江苏地区的改性沥青品种。与此同时,采用Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ实验方法对上述改性沥青的性能进行评价与定级,与前述实验得出一致结论。     

高聚物化学网构改性沥青混合料路用性能室内试验研究

高聚物化学网构改性沥青是在沥青中通过活性剂使分散在沥青中的高聚物分子发生化学反应，使高聚物分子链之间以化学键的形式形成强有力的三维空间网状结构．沥青与高聚物改性剂组成一个互穿网络相结构的混合物。本文选用AH-70号普通沥青、以其为基质沥青生产的两种SBS改性沥青(SBS材料品种不同)、PE改性沥青、化学网构改性沥青和国外某改性沥青等6种沥青，以及AK16、SMA16两种沥青混合料进行系统室内试验对比研究．考察混合料的路用性能。试验研究表明．高聚物化学网构改性沥青混合料的强度、高温稳定性、低温抗裂性、疲劳性能、水稳定性能和抗油浸蚀能力等较原普通沥青都有不同程度地提高，且比用同一基质沥青改性的PE改性沥青、两种SBS改性沥青和国外某改性沥青综合性能优越，是适合高等级公路建设需要的一种优良的新型改性沥青。     

钢桥面复合改性沥青混合料铺装路用性能研究

针对钢桥面铺装早期损坏中热稳定性不足的问题,依据聚合物改性原理,选取了3种改性剂,通过设计正交试验,采用极差分析和综合平分法,研制出了一种钢桥面铺装新材料——复合改性沥青;测试了该胶结料的基本性能,并对其混合料进行了高温车辙、低温弯曲、水稳定性及疲劳试验。结果表明:复合改性沥青的温度敏感性低、抗剪切变形能力强,其混合料的路用性能均得到了明显改善,尤其是高温抗车辙能力提高显著,且经济效益可观,适用于钢桥面铺装。     

纳米ZnO/SBS改性沥青性能与机理的研究

采用3种制备工艺,将纳米氧化锌加入SBS改性沥青中,制得纳米氧化锌/SBS改性沥青,通过电镜技术对纳米ZnO/SBS改性沥青进行微观结构改性效果的分析,并通过分析纳米ZnO/SBS改性沥青的粘度指标和红外光谱图对其机理进行研究。结果表明:采用溶剂法制备纳米氧化锌/SBS改性沥青,能够充分发挥纳米氧化锌的特性,改善SBS在沥青中的分散效果,使SBS在改性沥青中分散均匀,从而使其改性沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能等都有明显地改善与提高。在纳米ZnO与SBS改性沥青过程中,SBS与沥青主只是物理变化,而纳米ZnO与沥青则发生了化学反应。     

STRATA应力吸收层对加铺层荷载及温度应力的影响分析

STRATA应力吸收层是一种用于防止沥青加铺层反射裂缝的新型沥青混合料,它采用特殊聚合物对沥青进行改性,具有高弹性、不透水及抗裂性能好的优点。采用三维有限元法对设置DTRATA应力吸收层的标准加铺层结构与另两种未设置STRATA应力吸收层的对比加铺层结构进行应力分析,计算结果表明:在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间设置STRATA应力吸收层后,加铺层结构的荷载应力与温度应力均有较大幅度的降低。     

路面工程用橡胶沥青的反应机理与进程控制

橡胶沥青的工艺原理与SBS等高聚物改性沥青显著不同,研究了橡胶和沥青两种主要成分在共炼反应中的相互作用,并探讨了监测反应进程的手段。对反应后基质沥青组分的变化进行分析后发现,共炼反应中的相互作用能够显著改变沥青成分并缩小基质沥青原有的成分差异,并推算出了橡胶粉颗粒普遍膨胀1~2倍的结果。而且发现反应后的橡胶粉密度与基质沥青仍存在显著差异,为不稳定体。结果表明,反应进程与温度和时间有显著的依赖关系,粘度测试是很好的进程监控手段。     

高聚物改性剂与沥青的相容性分析

针对相容性较差的SBS聚合物兰炼改性沥青,研究加入增容剂F对其相容性的改善,并分析了改性剂与沥青的作用机理,以及高聚物改性剂与沥青的溶胀过程,对影响相容性的因素进行初步的探讨,得出:只有具备适当的相容性,同时又有良好的界面性质,才能实现沥青与高聚物改性剂的最好作用效果。     

不同稳定剂对SBS改性沥青稳定效果的对比研究

通过试验测试不同老化时间样品的针入度、软化点和延度比较其相容性和路用流变学性能指标的变化,分析体系宏观稳定性和稳定剂性能特征,并通过形态结构照片分析稳定剂改善的效果。结果表明,加入稳定剂后改性沥青的高温储存稳定性明显改善,同时加入FD-06无硫稳定剂的改性沥青在热储存过程中性能更加稳定,不易离析。沥青中的部分组份具有化学活性,利用其活性点,引入带有活性基团的反应物,并通过被引入分子的化学结构的调节改善SBS与沥青的相容性,从而制备储存稳定性良好的SBS改性沥青。化学改性技术的应用提高了路用改性沥青的性能/价格比。     

聚氨酯复合改性沥青的制备与性能研究

为改善聚氨酯(PU)改性沥青的性能,实现其在道路工程领域的应用,将PU、岩沥青(RA)和基质沥青(BA)按照自定的室内工艺流程制备得到PU复合改性沥青,并探讨了制备工艺参数的适宜性.采用针入度、软化点、延度和旋转黏度试验优化了PU和RA的掺配方案,基于胶体理论分析了PU复合改性沥青的温度敏感性;利用动态剪切流变(DSR...