橡胶粉/SBS复合改性沥青研究进展

阐述了橡胶粉改性沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青及橡胶粉/SBS复合改性沥青的改性机理,讨论了改性沥青的评价测试方法,认为软化点、针入度和延度是沥青的三大基本指标,相对于基质沥青的薄膜烘箱实验(TFOT),旋转薄膜烘箱实验(RTTFOT)更适合评价改性沥青的老化性能。详细介绍了橡胶粉改性沥青、SBS改性沥青及橡胶粉/SBS复合改性沥青的国内外研究现状,最后对橡胶粉/SBS复合改性沥青的应用前景进行了总结。     

基于储存稳定性的橡胶改性沥青制备工艺

为了制备储存稳定性良好的橡胶改性沥青,基于高温混炼工艺,使用聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段聚合物(SBS)、芳烃油、辛烯聚合物橡胶反应剂(TOR)、稳定剂与橡胶粉对基质沥青进行复合改性。提出了橡胶改性沥青的制备方法,分析了改性剂对沥青常规性能和流变特性的影响,并通过荧光试验观察改性剂在沥青中的分散效果。研究结果表明:添加质量分数为25%的40目(380 μm)胶粉可以明显提高沥青的高温性能;180 ℃下剪切60~90 min后溶胀发育60 min可以得到稳定性良好的橡胶改性沥青;加入相容剂和稳定剂可以提高胶粉的溶胀与分散程度,改性剂之间对沥青性能的影响存在协同作用;复合改性沥青具有良好的弹性恢复能力和高温抗变形性能;橡胶粉、SBS在沥青中的溶胀程度和分散均匀性是影响沥青常规性能和储存稳定性的直接因素。     

纳米碳酸钙/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性沥青的制备及性能

采用纳米CaCO3和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）作为外加剂制备纳米CaCO3/SBS复合改性沥青。通过测试基本物理性能确定了外加剂的最佳掺量,通过流变性能测试、离析试验、荧光显微镜观察及热重分析等考察了沥青的性能及微观形貌。结果表明,两种外加剂复配的最佳比例为5%（质量分数,下同）的纳米CaCO3和4%的SBS;在纳米CaCO3改性沥青中掺加SBS后,复合改性沥青在不同温度下的黏度增大,高温抗车辙能力增强,低温性能得到明显改善,储存稳定性良好;纳米CaCO3分子、SBS分子和基质沥青分子三者具有良好的相容性,经复合改性后沥青的热稳定性增强。     

不同类型橡胶粉与SBS复合改性沥青的性能特征分析

以橡胶粉类型(硫化橡胶粉和脱硫橡胶粉)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)及其掺量等因素为变量,分析改性沥青三大指标、力学指标、存储稳定性等性能特征以及改性机理.结果 表明:硫化橡胶粉改性沥青对掺量有较强的敏感性,在1.5％ SBS和橡胶粉复合改性时,SBS对硫化橡胶粉改性沥青影响程度较脱硫胶粉而言更为显著;在20％掺量下硫化橡胶粉对沥青的破坏能量提升更明显,且SBS在硫化橡胶粉沥青内部分散效果更好,对其破坏能量改善效果更为显著;硫化橡胶粉和脱硫橡胶粉改性沥青都会存在离析现象,相对而言脱硫橡胶粉沥青的离析更为显著,且SBS能更明显改善脱硫橡胶粉沥青的稳定性,在道路工程中推荐使用硫化橡胶粉和SBS复合改性沥青.     

基于正交灰关联分析的纳米碳粉/橡胶粉复合改性沥青制备工艺试验研究

为探讨纳米碳粉/橡胶粉复合改性沥青的性能变化、影响因素及制备工艺,采用物理性能试验确定了改性沥青的单配最佳掺量,运用正交试验法获得了不同掺量、反应时间、反应温度、剪切转速、发育温度和发育时间下纳米复合改性沥青的物理性能指标,进而借助灰关联分析法,计算出各项评价指标所占权重,将多指标转化为单指标,并结合极差和方差分析评价了纳米复合改性沥青最佳制备工艺.结果表明:纳米碳粉及橡胶粉的单配最佳掺量分别为2％和18％,改性效果均较基质沥青有所提高;各因素对沥青物理性能的影响程度依次为:复配比例>反应温度>发育时间>发育温度>反应时间>剪切转速,对比F值,得到复配比例对改性效果影响非常显著,其余因素均为显著影响;在综合评分指标下2％纳米碳粉/18％橡胶粉复合改性沥青物理性能最为优异,其最佳制备工艺为:剪切转速3500 r/min、反应温度190℃、反应时间60 min、发育温度170℃及发育时间60 min.     

丁二烯-苯乙烯共聚物改性沥青的研究进展

介绍了丁二烯-苯乙烯共聚物改性沥青的发展状况,分析了聚合物改性剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡胶(SBR)与基质沥青的分散性、溶胀性和相容性问题,着重论述了丁二烯-苯乙烯共聚物化学改性沥青的可能性。指出SBS、SBR与沥青适当相容并达到均匀分散,是充分发挥改性效果的前提;化学改性以及复合改性技术是提高沥青性能的重要手段。     

动态硫化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性沥青的性能

用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青,研究了EVA/SBS复合改性沥青动态硫化前后的软化点、针入度(25 ℃)、延度(5 ℃)及贮存稳定性,并用应变控制流变仪与光学显微镜分析了复合改性沥青的动态力学性能和相态结构.结果表明,动态硫化处理后,EVA/SBS复合改性沥青的延度和针入度下降,而软化点提高;随着硫黄用量的增加,EVA/SBS复合改性沥青的高温贮存稳定性提高,温度敏感性降低;随着EVA用量的增加,EVA/SBS复合改性沥青的高温贮存稳定性先提高后降低;当EVA质量分数为3%、硫黄质量分数为3%时,其对沥青的改性效果最佳;改性剂微粒与沥青的相容性和稳定性明显改善.     

复合改性沥青性能研究

为研究C9石油树脂与红油增塑剂对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)改性沥青的影响,采用5℃延度、针入度指数(PI)、车辙因子(G*/sinδ)指标来评价各沥青的高低温及感温性能,然后将其与基质沥青进行对比分析,并采用红外光谱分析沥青红外吸收峰与性能之间的关系。研究结果表明:加入C9石油树脂可降低SBS改性沥青的低温性能,树脂和增塑剂均可改善SBS改性沥青的温度敏感性及高温性能;SBS改性剂中的聚丁二烯含量是影响沥青低温性能的主要原因,增塑剂和树脂中芳香族化合物可提高沥青的高温性能。     

SBS改性沥青老化特性研究

为研究SBS改性沥青的老化特性,首先对SBS改性剂在热氧和真空加热条件下分别进行模拟老化,分析不同老化条件下SBS的宏观和微观结构变化,然后通过三大指标、多重应力蠕变恢复试验(MSCR)和红外光谱分析SBS改性沥青的老化特性。结果表明:相较于真空加热,热氧老化后的SBS发生严重的交联反应,失去了其原有的弹性和韧性;同时由其制备的改性沥青也出现改性剂颗粒凝聚现象,且高低温性能均有所下降;从官能团的变化可以看出,热氧老化使沥青中的碳元素以及SBS改性剂中丁二烯的■键与氧气反应生成含有羰基的酮、醛类物质。综上可得,热氧老化会引起SBS改性剂的降解和特性损失,同时使基质沥青发生氧化硬化,进而对SBS改性沥青的性能产生影响。     

基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物结构差异的改性沥青老化过程热重分析（英文）

制备了7种不同苯乙烯-丁二烯二嵌段(SB)含量、苯乙烯链段含量及数均分子量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性剂,用于制备改性沥青,并考察了SBS的结构对改性沥青性能的影响。结果表明,SBS改性沥青的热重曲线与基质沥青相似,其老化过程包括轻质组分向重质组分的转化和SBS自身的降解与交联,不同SBS结构的改性沥青的质量损失快慢和大小存在差异;SBS数均分子量大的改性沥青长期老化后稳定性较好;聚苯乙烯链段含量高的SBS改性沥青老化后的质量损失率明显降低,在短期老化后有较好的热稳定性;含SB较多的SBS改性沥青耐老化能力差,老化后的质量损失率显著增长。     

丁苯弹性体/蒙脱土复合材料改性老化沥青

将粉末丁苯橡胶(PSBR)或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)与蒙脱土(MMT)制成复合材料,用于改性老化沥青(PSBR质量分数3%,SBS质量分数5%),研究了复合材料及其改性老化沥青的结构,考察了MMT用量对复合材料改性老化沥青物理性能与高温贮存稳定性的影响.结果表明,在PSBR/MMT复合材料中,MMT与PSBR形成了插层结构;在PSBR/MMT和SBS/MMT复合材料改性老化沥青中,复合材料呈球状分布;当MMT用量过大时,部分MMT滞留在聚合物中,出现颗粒MMT;复合材料对老化沥青的物理性能改性优于单独加入MMT;PSBR/MMT复合材料可改善老化沥青的高低温性能;SBS/MMT复合材料可显著改善老化沥青的高温性能;MMT用量不同时,PSBR/MMT复合材料改性老化沥青的贮存稳定性相当;当SBS/MMT(质量比)为5/3时,复合材料改性老化沥青的贮存稳定性较佳.     

两种改性沥青的微观结构试验研究

利用现代测试手段,如红外光谱（IR）、热重（TG）、扫描电镜（SEM）分析的方法,对基质沥青、SBS改性沥青和胶粉改性沥青进行了试验。分析了沥青的微观结构及改性沥青性能。结果表明：基质沥青为均相结构,SBS改性沥青为亚均相结构;废胶粉与沥青能够均匀混合,既有物理共混又有化学反应,形成稳定的非均相结构;胶粉颗粒的表面网状结构可很好的吸附沥青,使沥青粘度增大,感温性降低,为改性沥青的应用提供了理论依据。     

废旧轮胎橡胶粉/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/石油树脂复合改性沥青的制备及性能

以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、废旧轮胎橡胶粉和石油树脂制备复合改性沥青,并对复合改性沥青的储存稳定性、温度敏感性、高温流变性能、抗车辙性能和黏度等进行了考察。结果表明,复合改性沥青中,SBS、废旧轮胎橡胶粉及石油树脂的最佳质量分数分别为4.5%、14.0%和4.5%;石油树脂/SBS/废旧轮胎橡胶粉复合改性沥青具有较好的储存稳定性、温度敏感性和抗车辙性能。     

废轮胎橡胶粉在自粘聚合物改性沥青防水卷材中的应用探究

本文探索了采用橡胶粉制备自粘聚合物改性沥青防水卷材的可行性及影响因素。结果表明采用20%的60目橡胶粉可以制备满足GB23441-2009要求的自粘聚合物改性沥青防水卷材。由于橡胶粉交联态属性限制了分子链运动能力,不能充分发挥线性化橡胶的特性。为充分实现橡胶粉中橡胶特点,本文探索了脱硫胶粉用于制备自粘聚合物改性沥青防水卷材可行性。结果表明采用脱硫降解程度（活化度）在50%左右的脱硫胶粉可用于制备性能优异的防水卷材。适宜的配比为（以沥青为100质量份计）50%的脱硫胶粉、6% SBS以及60%滑石粉。由于活化胶粉中的小分子组分与相容剂、线性化大分子橡胶组份以及甲苯不可溶物与SBS作用机理类似,上述共同作用可替代传统方案中的相容剂、橡胶粉以及部分SBS,并得到优异的综合物理性能     

Preparation and properties of high viscosity and elasticity asphalt by styrene–butadiene–styrene/polyurethane prepolymer composite modification

The porous asphalt pavements is often used in important occasion for its special properties and performance which can be to a great extent attributed to the binder—high viscosity and elasticity asphalt (HVEA). To prepare high demanding binder for porous asphalt pavements, the polyurethane prepolymer (PUP) and styrene–butadiene–styrene (SBS) were used to modify the matrix asphalt compositely. First, based on a series of physical tests, the effects of binder composition on performance of SBS/PUP HVEA binder (SBS/PUP-HVEA) were investigated. Then the Fourier transform infrared (FTIR) test was conducted to investigate the reaction mechanism of SBS/PUP-HVEA binder. Last, the fluorescence microscopy, stability tests, multiple stress creep recovery test, and differential scanning calorimetry test were carried out to evaluate and compare the phase structure, storage, high-temperature performance, thermostability characteristics of several HVEA binders. It is found that the composite modification of SBS and PUP can produce high quality binder which possesses high viscosity and high elasticity. And the composition of SBS/PUP-HVEA were recommended as follows: Shell-70# can be chosen as matrix asphalt, the contents of SBS modifier (SBS1301:SBS4303 = 1:2), H2122A PUP, chain extender M-OEA, and crosslinker sulfur were suggested 4%, 5%, 0.5%, and 1‰, respectively. The new functional groups observed in FTIR confirmed the existence of physical and chemical reactions in the modification process, which were beneficial to improve the high temperature performance and storage stability of the binder. SBS/PUP-HVEA had good phase structure, storage stability, high temperature performance, and thermostability compared to other HVEA binders. This study demonstrated that the SBS/PUP compositely modified asphalt possessed high viscosity and high elasticity, which can be used in the porous asphalt mixture and other highly demanding working environment as well.     

石墨烯复合橡胶改性沥青路面性能研究

本文结合甘肃柳敦公路试验段工程实例,研究石墨烯复合橡胶改性沥青(GRA)路面性能。通过常规试验、多应力重复蠕变(MSCR)试验、动态剪切流变(DSR)试验等方法分析研究了GRA性能,并对GRA混合料的路用性能进行了研究。结果表明:GRA与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青相比,针入度降低了12.7%,软化点、高温稳定性及其高温抗变形能力相当,抗应力变形能力及应力敏感性有所提升;GRA与橡胶SBS改性沥青相比,软化点增加了14.1%,弹性恢复增加了6.5%,针入度相当,高温稳定性及其高温抗变形能力有所提升。GRA较SBS改性沥青混合料表现出良好的路用性能,现场混合料更易于压实,渗水较小、强度较高,但构造深度有所降低。     

Performance of biomimetic coating modified fiber incorporated styrene butadiene styrene modified asphalt

This study reports the effect of polydopamine bionic coating and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (KH570) composite modified polyacrylonitrile (PAN) fiber as a secondary modifier on the performance of styrene-butadiene-styrene (SBS) modified asphalt. Dynamic shear rheometer test indicated the complex shear modulu, storage modulus, and loss modulus of modified PAN (KD-PAN) incorporated SBS modified asphalt was increased by 12.4, 20.5, and 11.2%, respectively compared with PAN/SBS modified asphalt. The master curve of G^* of fiber/SBS composite modified asphalt shows that the deformation resistance of KD-PAN/SBS modified asphalt is greater than that of PAN/SBS modified asphalt in the entire loading frequency range. The cone penetration test showed significantly enhanced shear strength of KD-PAN/SBS modified asphalt. The adhesion work test results and SEM images of interface between fiber and SBS modified asphalt revealed that the adhesion effect of KD-PAN and SBS modified asphalt is better than that of PAN and SBS modified asphalt. SEM and AFM images of fiber further showed that the fiber surface becomes rough after modification. The increased surface roughness of KD-PAN facilitated the adherence of SBS modified asphalt to it, which in turn led to the enhanced performance of KD-PAN/SBS composite modified asphalt at the same fiber content and temperature.     

基于正交试验的多聚磷酸复配SBS改性沥青粘弹性研究

为了探究多聚磷酸(PPA)复配SBS改性沥青组成材料对其粘弹性的影响,本文以SK90#基质沥青、SBS改性剂、抽出油、稳定剂、PPA、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为原材料,在正交试验设计的基础上,用高速剪切机制备了PPA复配SBS改性沥青,利用动态剪切流变仪分析了其粘弹特性.结果表明:(1)随着温度的升高,PPA复配SBS改性沥青的抗车辙因子随之降低、弹性减弱、抗永久变形能力降低,而其相位角增大、粘性增强、不可恢复变形能力提高.(2)当多聚磷酸的掺量为0.5％,复配改性沥青的其他组分选择最大掺量(均为3号水平)时提高了其粘弹性能,达到最优流变性能.(3)当PPA掺量为0.5％,SBS掺量为4％,抽出油掺量为2％,DBP为2％时,其复配改性沥青的性能最佳.     

基于响应面法的高黏度复合改性沥青中丁苯橡胶/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/胶粉的最优掺量

采用响应面（Box-Behnken）法,以丁苯橡胶（SBR）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）和胶粉各自的掺量作为影响因素,以沥青的三大技术指标、60℃动力黏度及170℃布氏黏度为评价指标建立各自的响应面模型,探讨三种添加剂掺量对沥青技术指标的影响规律,并优选出高黏度复合改性沥青中SBR、SBS和胶粉的最佳掺量。结果表明,分别以质量分数5%、5%和15%的SBS、SBR和胶粉复合而成的高黏度复合改性沥青性能最好,其针入度为4.63 mm,延度为364 mm,软化点为86.5℃,60℃动力黏度为78 158 Pa·s,170℃布氏黏度为2.72 Pa·s,各项指标均高于标准要求。