路用SBS-瀝青的化學(xué)改性研究.pdf

1、在高等級(jí)公路建設(shè)中，瀝青路面作為一種無(wú)接縫的連續(xù)式路面，已經(jīng)成為我國(guó)高等級(jí)公路的主要類型。但是由于普通瀝青的低溫脆性和高溫軟化性，路用性能很差。因而對(duì)基礎(chǔ)瀝青的化學(xué)改性研究已經(jīng)成為我國(guó)瀝青路用材料研究的熱點(diǎn)。 本論文采用熱塑性彈性體SBS作主要改性劑，結(jié)合廢輪胎粉、化學(xué)改性助劑對(duì)基礎(chǔ)瀝青進(jìn)行化學(xué)改性，通過(guò)測(cè)試改性瀝青的針入度、軟化點(diǎn)和延度，研究瀝青的化學(xué)改性對(duì)其路用性能的影響；并用柱色譜(CC)、差示掃描熱(DSC)、熱失重(T

2、G)、凝膠滲透色譜(GPC)、電鏡掃描(SEM)等分析手段對(duì)化學(xué)改性的SBS一瀝青的組成與結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試和表征，根據(jù)改性方法和分析測(cè)試結(jié)果，初步探討了SBS—瀝青的化學(xué)改性機(jī)理。經(jīng)研究得到以下結(jié)果： 1．在SBS乳化的化學(xué)改性中，選用烷、胺、酸、酯、油、皂等6類溶劑對(duì)SBS進(jìn)行乳化，用優(yōu)選的6個(gè)溶劑—SBS乳化體系對(duì)基質(zhì)瀝青進(jìn)行化學(xué)改性，路用性能測(cè)試結(jié)果表明，其改性瀝青的延度明顯得到提高，醋酸丁酯乳化SBS瀝青延度增加81.5％，

3、但其他路用性能改善不明顯；從反應(yīng)機(jī)理上分析認(rèn)為SBS與基質(zhì)瀝青的相容性和化學(xué)反應(yīng)機(jī)率有所提高。 2．在助劑用于SBS—瀝青的化學(xué)改性中，合成、購(gòu)買了酰胺類、亞胺類、酯類以及不飽和烴類等四類9個(gè)相關(guān)化合物作為化學(xué)改性助劑，這些助劑的化學(xué)改性對(duì)瀝青路用性能均有明顯的改善作用；其中不飽和烴對(duì)改性瀝青的軟化點(diǎn)改善效果顯著，可提高到90℃以上；亞胺類改性助劑對(duì)瀝青延度增加顯著，比SBS—瀝青的延度增加了128.4％。經(jīng)化學(xué)改性機(jī)理研究表明

4、，化學(xué)改性助劑的結(jié)構(gòu)與瀝青性能的改善關(guān)系密切，助劑分子內(nèi)的氨基、酰胺基、酯基和不飽和鍵可以與瀝青中不飽和烴a位上的活潑氫、烷烴上的C—S鍵以及SBS中的雙鍵發(fā)生交聯(lián)、接枝、烷基化等反應(yīng)。當(dāng)化學(xué)助劑含脂肪長(zhǎng)鏈時(shí)，有利于改善瀝青延度；當(dāng)含有芳香環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，可提高瀝青軟化點(diǎn)；當(dāng)助劑分子內(nèi)反應(yīng)活性基團(tuán)過(guò)多會(huì)引起過(guò)度交聯(lián)，過(guò)少又會(huì)交聯(lián)不充分，從而影響改性效果，其含有3～4個(gè)活性基團(tuán)時(shí)，對(duì)瀝青性能改善較為有利。 3．對(duì)化學(xué)反應(yīng)性瀝青制備的方法

5、比較研究表明，先加入化學(xué)助劑與基質(zhì)瀝青反應(yīng)比后加入助劑的化學(xué)改性效果更佳，尤其是瀝青延度增加顯著；助劑與瀝青組分的反應(yīng)生成新的活性基團(tuán)，促進(jìn)后加入的SBS與瀝青交聯(lián)，同時(shí)增加了SBS與瀝青的相容性。 4．將0.3％的助劑Y1應(yīng)用于SBS—廢輪胎粉—瀝青復(fù)合體系的化學(xué)改性，經(jīng)試驗(yàn)研究并綜合各因素考慮，廢輪胎粉與SBS對(duì)基質(zhì)瀝青的最佳摻比為15％與2％；化學(xué)改性機(jī)理研究表明，二者摻入量過(guò)少時(shí)難以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，廢輪胎粉摻量過(guò)多時(shí)破壞瀝