新型温拌沥青改性剂制备与性能研究

以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、C9石油树脂、硫化剂为原料制备新型温拌沥青改性剂对基质沥青进行改性,测定改性沥青的针入度、软化点、延度来探讨不同组分配合比的新型温拌沥青改性剂对基质沥青性能的影响。结果表明:新型温拌沥青改性剂中SBS、C9石油树脂和硫化剂最佳配合比为5∶3∶6,改性剂的最佳掺量为6%(wt,质量分数),最适宜的拌合温度为150℃,制得的新型温拌沥青的针入度为62.9/0.1mm、软化点为56℃、延度为130mm,黏度为0.152Pa·s,改性效果最佳。     

耐紫外线老化改性沥青材料的制备与性能研究

制备了环氧树脂改性沥青和掺杂纳米SiO₂的环氧树脂改性沥青,研究了基体沥青、环氧树脂改性沥青、掺杂纳米SiO₂的环氧树脂改性沥青的耐紫外线老化性能。采用物化指标测试、FT-IR和SEM等方法,研究了添加1%,2%和5%(质量分数)纳米SiO₂对环氧树脂改性沥青耐紫外线老化性能的影响。结果表明,加入纳米SiO₂后,改性沥青的软化点和粘度增加;基体沥青、PA-5%EP、PA-EP-1%SiO₂、PA-EP-3%SiO₂和PA-EP-5%SiO₂的FT-IR光谱几乎在所有峰的位置都是相同的,改性沥青与基体沥青相比,结构没有明显变化;当加入纳米SiO₂含量为5%(质量分数)时,改性沥青的粘附力显著提高,此时,纳米SiO₂颗粒较为均匀地分散到基体沥青的宏观分子网络中,形成了稳定的结构;纳米SiO₂的加入能很好地改善沥青的耐紫外线老化效果,PA-EP-5%SiO₂样品的耐紫外线老化性能最优。     

层状双羟基复合金属氢氧化物/废胶粉改性沥青的性能及老化机理

以层状双羟基复合金属氢氧化物(LDHs)及废胶粉(CR)为改性剂,采用熔融共混法制备了LDHs/CR复合改性沥青。通过原子力显微镜、离析实验、旋转薄膜烘箱老化实验(RTFOT)、室内加速紫外老化试验及紫外可见分光光度计(UV-Vis)等实验方法,对复合改性沥青的性能进行了研究,并初步探讨了改性剂与沥青的相互作用机理。结果表明,LDHs的掺入使得废胶粉在沥青中分散得更均匀且胶粉颗粒的平均粒径更细小;相比于基质沥青,复合改性沥青的高低温性能得到很大的改善;随着LDHs掺量增加,LDHs/CR复合改性沥青的离析软化点差值由9.2℃减小到1.3℃,储存稳定性大幅提升;与废胶粉改性沥青相比,LDHs/CR复合改性沥青的抗老化性能(尤其是抗UV老化性能)得到明显改善。     

沥青的老化机理与疲劳性能关系的研究进展

疲劳性能是影响沥青路面长期使用性能的重要因素.长寿命沥青路面概念的提出使沥青路面的耐久性研究,尤其是沥青材料的老化与沥青路面疲劳特性的相互关系引起了广泛的关注.环境因素导致沥青的轻组分挥发、含氧官能团增加,使沥青材料变硬、粘结性降低,更易造成沥青路面的疲劳开裂.沥青的老化影响沥青路面的耐久性,导致沥青路面的使用寿命缩短.沥青路面的抗疲劳性能的研究涉及到沥青的老化、改性剂的选择、沥青的自愈合性能和疲劳性能的测试方法及综合模型的建立等相关因素.本文详细分析了沥青的老化机理与沥青路面的疲劳性能之间的联系,从沥青老化过程中化学组成的变化、沥青老化性能的影响因素、沥青的自愈合性能对老化及疲劳性能的影响、聚合物/纳米材料和复合改性对改性沥青抗老化性能及疲劳性能的改善、沥青及沥青混合料疲劳性能的测试方法以及沥青混合料疲劳损伤模型等方面,对沥青老化与疲劳性能相互关系的相关研究工作进行了综述.分析表明,综合考虑多因素效应来研究沥青路面的抗疲劳性能对提高沥青路面的耐久性非常重要,本文可为延长沥青路面疲劳寿命的理论研究及解决措施提供参考.     

聚合物改性沥青工艺研究

以石油沥青作为原材料,在普通物理共混改性的基础上,添加交联剂和催化剂,对石油沥青进行改性,并对其改性工艺条件进行了研究。结果表明,交联剂、催化剂能促使聚合物与基质沥青产生化学连接,形成空间网络结构,提高沥青性能。与此同时,交联剂用量、改性温度、改性时间等也与改性沥青性能有关。当DVB/aspha lt=0.0125(质量比)、催化剂/aspha lt=0.025(质量比)、改性温度为140℃、改性时间为2.5 h时,改性沥青的软化点由49.5℃升高至63.5℃,针入度由68.5(0.1 mm)下降至39.1(0.1mm),改性沥青性能得到明显改善,其性能也趋于稳定。     

优化纳米TiO_2复合改性工艺研究

以复合改性剂KH570和聚乙二醇(PEG6000)的用量及反应条件为变量,用正交试验优化改性方案,研究复合改性剂对纳米TiO_2抗紫外性的影响。优化方案为:浓度为20%KH570和浓度为0.4%PEG6000以5∶5的质量配合比组成复合改性剂,用量为TiO_2溶液的5%(wt,质量分数),反应pH值为6,反应温度为30℃,反应时间为2h,超声30min。对改性后的纳米TiO_2进行SEM、粒度测试、FT-IR、紫外吸收分析,结果显示:复合改性剂KH570和PEG6000能有效减缓纳米TiO_2的团聚程度,改性纳米TiO_2添加量为3%(wt,质量分数)时,制得的TiO_2/PVC薄膜的抗紫外性能最佳,达到3.46Abs。     

包装废PE改性沥青旋转薄膜烘箱老化试验

以回收的包装废聚乙烯(PE)代替普通聚合物改性剂,对石油沥青进行改性,并采用旋转薄膜烘箱加热老化试验(RTFOT)对沥青的老化过程进行研究。结果表明,老化后基质沥青与改性沥青的软化点、135℃黏度升高,而针入度降低,其性能变化趋势基本相似,但随着改性剂量的增加,老化幅度变小。改性后分散于沥青中的包装废PE在老化过程中一方面发生自身降解影响沥青体系的性能,另一方面包装废PE通过吸收基质沥青中轻质油分发生溶胀,从而减少了沥青在热老化过程中游离基的产生,降低了由于轻质组分氧化对基质沥青性能的影响,改善了由于其自身老化对沥青体系的影响,最终导致改性后沥青老化性能改善。     

微波胶粉改性沥青的热老化性能

设计不同时间及温度条件对微波胶粉改性沥青进行老化试验,通过沥青三大指标及动态剪切流变试验,分析了微波胶粉改性沥青在热氧老化作用下性能的变化,并建立热老化动力学方程以揭示微波胶粉改性沥青在老化作用下的性能变化规律。研究结果表明:微波胶粉改性沥青在热氧老化作用下,其内部轻质组分大量逸出,同时部分转变为沥青质等重质组分,沥青变得脆硬,高温抗变形能力提高,而温度和时间的提高均会促进沥青老化程度的加深;微波胶粉改性沥青老化过程中仍存在强烈的胶粉溶胀与降解反应,两种作用共同促进了微波胶粉改性沥青180℃特殊的流变性;采用软化点作为老化参数建立的老化动力学方程能够准确模拟微波胶粉改性沥青的老化进程。     

TiO2纳米复合氟碳涂料的性能

为了提高氟碳涂料的性能,采用硅烷偶联剂KH-550对纳米TiO2进行表面改性,再添加于氟碳涂料制成TiO2纳米复合氟碳涂料,在马口铁上涂膜.采用红外光谱、透射电镜(TEM)及沉降试验对纳米TiO2的改性效果进行评价,通过自清洁测试、接触角测量仪、色差仪和电化学测量系统分别对未添加TiO2的氟碳涂料涂膜和TiO2纳米复合氟碳涂料涂膜的自清洁性能、疏水性能、抗紫外性能及耐腐蚀性能进行了表征.结果表明:改性后的纳米TiO2分散性好,制得的TiO2纳米复合涂料涂膜具有较好的自清洁、疏水、抗紫外老化、耐腐蚀等性能,比未添加TiO2的氟碳涂料涂膜的有较大改善;且添加纳米TiO2并未影响涂膜的硬度、附着力、耐冲击、耐水、耐酸碱等性能.     

基于测力延度的彩色沥青低温流变性能对比分析

基于测力延度试验方法,对比分析了CA70、CA90彩色沥青和A70、A90道路石油沥青老化前后的低温流变性能。结果表明:彩色沥青呈现出明显的改性沥青的低温流变特性;10℃低温性能优于道路石油沥青;制备彩色沥青时采用的石油树脂性能对老化后低温性能影响较大,其5℃时延度结果不能满足改性沥青的技术要求;测力延度试验结果反映了彩色沥青低温流变性能,与玻璃化转变温度相对比,回归参数S_a和E能有效反映彩色沥青所用石油树脂对其低温性能的影响,对彩色沥青低温性能的改进和评价具有一定参考价值。     

纳米TiO2改性环氧涂层对玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料紫外-凝露老化特性的影响

通过紫外-凝露加速老化试验,考察了纳米TiO₂改性环氧涂层对玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料各种性能的影响。研究了紫外-凝露环境中不同纳米TiO₂含量的纳米TiO₂改性环氧涂层的颜色及硬度变化。并研究了未涂覆涂层、涂覆环氧涂层及2wt%TiO₂改性环氧涂层的玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的颜色变化、质量变化、弯曲性能及剪切性能变化规律。发现紫外-凝露环境下老化90天后未涂覆涂层、涂覆环氧涂层及2wt% TiO₂改性环氧涂层玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料弯曲强度分别下降了14.7%、10.0%和9.2%,弯曲模量分别下降了5.9%、5.4%和3.2%。考虑紫外、湿度、温度共同作用,对古尼耶夫剩余强度公式进行修正,预测了纳米 TiO₂改性环氧涂层玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的寿命。      

SBS改性沥青性能影响因素研究

基于SBS改性沥青的三大指标及储存稳定性分析,采用理论与实验相结合的方法,分别从SBS改性机理、SBS型号、基质沥青标号、无机填料、改性沥青加工工艺及老化等方面对SBS改性沥青性能的影响进行深入分析。结果表明,在SBS与基质沥青充分溶胀的前提下,星型SBS改性沥青性能要优于线型SBS改性沥青;基质沥青的标号越高,SBS对基质沥青的改善效果就越明显,并且受到SBS掺量的限制;无机填料可以显著提高SBS改性沥青的硬度和高温稳定性;合理控制SBS改性沥青加工温度和加工时间,均有利于SBS对基质沥青改性作用的发挥;SBS能够显著提高改性沥青的耐老化性能。     

高模量温拌改性剂对沥青基本指标和疲劳性能影响研究

为评价高模量温拌改性剂对基质沥青基本指标和疲劳性能的影响,在70#基质沥青中掺入不同剂量改性剂,采用动态剪切流变仪(DSR)对试验沥青进行动态扫描试验研究。首先制备了不同掺量高模量温拌改性剂改性沥青,随后评价其基本性能,并通过布氏粘度试验分析不同沥青的拌和温度与压实温度;再采用DSR对不同掺量高模量温拌改性剂改性沥青进行线性振幅(LAS)扫描试验和时间扫描试验。通过LAS试验和粘弹性连续损伤(VECD)模型分析不同掺量(0%,2%,3%,4%)改性沥青和SBS改性沥青的疲劳特性;基于动态扫描试验,应用耗散能原理探究不同掺量改性剂对沥青疲劳性能,同时把不同掺量改性70#沥青与SBS改性沥青的试验结果进行比对,并分析了改性剂的作用机理。试验结果表明：随着高模量温拌改性剂掺量增加,软化点增加,针入度和延度减少,3%掺量改性沥青软化点稍优于SBS沥青;改性沥青粘度随着改性剂增加先减后增,改性后沥青的拌和、碾压温度与70#基质沥青相当,均远小于SBS改性沥青,即改性后的沥青有良好的温拌效果;高模量温拌改性剂可不同程度提高沥青的疲劳性能,合适掺量改性沥青疲劳性能可与SBS改性沥青相当,高模量温拌改...     

基于红外光谱的短期老化SBS改性沥青再生微观机理

为探究不同再生剂类型和掺量对短期老化SBS改性沥青再生微观组成的影响,通过旋转薄膜烘箱(RTFOT)对SBS改性沥青进行短期老化,对其添加普通(西卡再生剂)、改性(信拓-3再生剂)两种不同类型以及不同掺量(4%、8%、12%)的再生剂制得再生沥青,同时对不同再生剂进行扩散试验。对原样、短期老化及再生沥青进行了宏观指标(针入度、延度、软化点)和红外光谱(FTIR)分析。结果表明:SBS改性沥青在短期老化过程中软化点升高,亚砜基特征峰和官能团指数增大,丁二烯(CH2=CH2)基特征峰、丁二烯基指数、针入度、延度减小,添加再生剂亚砜基特征峰、官能团指数、软化点减小,针入度、延度增大;普通再生剂在再生SBS改性沥青制备过程中基质沥青的老化及SBS改性剂的降解程度大于改性再生剂;再生剂掺量为8%时,对短期老化SBS改性沥青改善效果明显;再生剂在短期老化SBS改性沥青扩散过程中,改性沥青性能有一定的改善,但未恢复到原来水平,直接搅拌制备的再生SBS改性沥青性能明显优于再生剂在短期老化SBS改性沥青扩散形成的再生SBS改性沥青。     

导电/抗紫外复合纤维的制备及性质研究

利用改性纳米二氧化钛涤棉纤维为基材吸附苯胺,采用紫外光辅助原位聚合法在基材表面合成聚苯胺,制得导电/抗紫外复合纤维。讨论了过硫酸铵用量、盐酸浓度、苯胺用量对导电/抗紫外复合纤维导电性的影响,并优化了制备工艺。通过表面电阻、抗紫外性能和扫描电镜测试,证明了目标纤维兼具有良好的导电性和抗紫外性能,同时证明了纳米TiO_2存在于目标纤维中。     

TerminalBlend废胶粉-纳米SiO_2改性沥青粘温关系及低温韧性

为评价废胶粉-纳米复合改性沥青的高温抗变形性、流变特性及低温韧性,制备了湿法Terminal Blend胶粉-纳米SiO_2复合改性沥青,并借助旋转粘度、针入度、软化点、5℃和15℃延度试验进行了性能表征,还基于实测表观粘度拟合了复合改性沥青粘度-温度关系。结果表明:掺加纳米SiO_2后,复合改性沥青针入度减小,软化点升高,高温抗变形性能得到改善,且纳米SiO_2掺量越大,改善越显著;纳米SiO_2掺量4%时5℃延度比未掺前提高约37.5%。此外,复合改性沥青高温粘度较基质沥青和未纳米改性时有所增加,但135℃粘度不超过1500cP,施工和易性良好;粘度数据拟合还表明在135~200℃温度域内,复合改性沥青粘温关系符合较好的指数关系。     

纳米蒙脱土改性乳化沥青老化性能的研究

采用旋转薄膜老化烘箱(RTFOT)对蒙脱土(MMT)改性乳化沥青、MMT改性沥青与有机化蒙脱土(OMMT)改性沥青的短期老化性能进行了测试,使用FT-IR与XRD对其改性机理进行了探究。结果表明:MMT改性乳化沥青的抗老化性能要远好于MMT改性沥青,与OMMT改性沥青的性能相当。当MMT掺量为2%时,MMT的层间距由1.28nm增加至4.74nm,增加了270%,改性乳化沥青的抗老化性能最好。     

老化对改性沥青微观结构及疲劳性能的影响

为了研究老化对改性沥青微观结构及疲劳性能的影响,通过沥青常规指标测试试验、动态剪切流变（DSR）试验和AFM测试试验,从宏细观角度分析了老化前后苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）改性沥青和胶粉改性沥青的针入度、延度和软化点及疲劳性能、微观结构的变化情况。结果表明：随着老化程度的加深,两种改性沥青的稠度、硬度增加,高温性能得到改善,而温度敏感性变低,低温抗裂性能变差。综合分析针入度比、延度比和软化点比得出胶粉改性沥青的抗老化性能优于SBS改性沥青;随温度的降低、频率的增大和老化程度的加深,两种改性沥青的抗疲劳性能变差;微观结构观测结果显示,SBS改性沥青具有"蜂型结构",老化后"蜂型结构"的体积增大、高度增加、数量减少;胶粉改性沥青没有"蜂型结构",胶粉颗粒与沥青在共混共融过程中发生溶胀、脱硫和降解等行为会影响沥青中"蜂型结构"的形成;老化前后胶粉改性沥青表面形貌粗糙度和高度变化不大;胶粉改性沥青的抗疲劳、抗老化和高温性能总体优于SBS改性沥青。     

金红石型纳米TiO2对CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料性能的影响

以金红石型纳米TiO2为添加剂改善了CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的各项性能,并研究了金红石型纳米TiO2对PP-R树脂的力学性能、耐热性能和紫外老化性能的影响.研究结果表明:由于纳米TiO2和CaSO4晶须的协同作用,添加纳米TiO2后可进一步提高CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的力学性能和耐热性能;金红石纳米TiO2的加入可以大幅度提高PP-R树脂的耐紫外老化性能,添加5%纳米TiO2后的CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料经紫外辐射72 d后,其拉伸强度仅下降了0.36MPa,冲击强度仅下降了0.36kJ·m-2,熔融温度仅下降了5.4℃;而未添加纳米TiO2的CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的拉伸强度下降了1.96MPa,冲击强度下降了1.47kJ·m-2,熔融温度下降了18.6℃.     

纳米TiO2涂层耐蚀性及抗紫外老化性能研究

通过添加改性纳米TiO2获得纳米复合涂层.采用紫外线加速老化试验和盐雾试验考察纳米复合涂层的抗紫外老化腐蚀性能.利用电化学测试(EIS)监测老化过程涂层性能变化并研究了纳米TiO2材料在涂层老化过程中的作用.结果表明,纳米TiO2材料的加入能够同时提高彩涂板涂层的抗老化及耐腐蚀性能,纳米TiO2质量分数为1%左右时其抗老化及耐腐蚀性能最佳.