改性沥青中SBS含量检测技术应用研究

对基质沥青和SBS进行了红外光谱测试,结果表明SBS改性沥青红外光谱中964cm~(-1)处SBS基团特征吸收峰可作为SBS定性和定量分析依据。在改性沥青中SBS含量测试准确性、稳定性分析的基础上,结合实体工程,开展红外光谱法精确测量改性沥青SBS含量案例分析。     

红外光谱仪在SBS改性沥青质量控制中的应用

依托某高速公路项目在现场改性沥青质量控制过程中,采用德国BRUKER红外光谱仪对基质沥青、改性沥青进行光谱分析,根据基质沥青、不同改性剂掺量的改性沥青的波数965 cm~(-1)和1 377 cm~(-1)特征吸收峰的吸光度关系,建立SBS改性剂含量与特征吸收峰处吸光度的线性回归模型,以此来定量分析SBS改性剂沥青中改性剂掺量的稳定性,为改性沥青质量控制提供参考。     

红外光谱法分析SBS改性沥青的影响因素探讨

准确地测定改性沥青中SBS的掺量对工程中控制改性沥青的质量至关重要。选取六种不同的基质沥青、五种不同的SBS改性剂制备改性沥青,然后对其进行红外光谱测试及分析。通过对基质沥青、SBS以及改性沥青红外光谱图的吸收峰分析可以得出,基质沥青的种类、SBS的种类不同均不会对改性沥青吸收峰出现的位置造成影响。同时分析结果表明,基质沥青种类、SBS种类均不会对965cm~(-1)处的吸收峰峰高造成影响,而SBS的掺量对改性沥青965 cm~(-1)处的吸收峰的峰高具有显著的影响。根据改性沥青红外光谱中965cm~(-1)处的吸收峰峰高及其峰高的影响因素分析,说明红外光谱法检测改性沥青中SBS掺量是可行的。     

SBS测试方法及机理研究

准确确定SBS掺量对控制改性沥青质量至关重要,文章首先选取了天然沥青、石油沥青和煤沥青3类、6个标号、8个品牌、16个试样,采用傅里叶红外光谱仪进行了研究。结果显示,天然沥青、煤沥青的特征峰和石油沥青差异显著,石油沥青共出现5处明显公共吸收峰,其中反应苯环结构的特征峰显著。机理分析表明,SBS中的反式丁二烯为不合苯环结构官能团,据此,选取SBS的反式丁二烯的特征吸收峰进行了研究,发现该吸收峰所在的965 cm~(-1)处吸光度值与SBS掺量线性关系良好,说明可以采用红外光谱法测定SBS中反式丁二烯来确定改性剂掺量。     

ATR-FTIR法测定改性沥青中橡胶含量

苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)或废旧轮胎胶粉等橡胶材料大量用于改善高等级沥青路面性能,为保证工程质量,准确测定改性沥青中橡胶的含量十分必要。利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱分析法(ATR-FTIR)对基质沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青及其SBS/胶粉复合改性沥青进行分析,建立了改性沥青中SBS、胶粉含量的特征吸收峰强度的标准曲线,进而得到改性沥青中橡胶的含量。结果表明,该方法可用于SBS、SBS/胶粉复合改性沥青中橡胶含量的测定。     

改性乳化沥青中SBR改性剂含量的红外检测方法

采用红外光谱测试技术,基于朗伯-比尔定律对SBR改性乳化沥青进行了改性剂含量测定的试验研究。研究认为,现有规范中对乳化沥青的技术要求太过宽泛,用常规指标的变化规律来检测SBR乳化沥青中的SBR含量是无效的;红外光谱进行SBR含量检测时,应该针对乳化沥青的残留物进行试验,这样可以避免水的影响;采用SBR的966 cm-1吸收峰与沥青的810 cm-1吸收峰高度的比值作为定量分析中的吸收度参数,可以与SBR掺量建立良好的线性关系曲线。利用此方法检测SBR含量是可行的,其检测结果相对误差在-0.14%~0.02%之间,准确度较高。     

SBS改性沥青红外光谱定量分析影响因素探究

为了探究傅里叶变换红外光谱技术在SBS改性沥青定量分析中的影响因素及试验误差,结合工程实际对六种基质沥青、四种SBS改性剂,利用BRUKER TENSORⅡ红外光谱分析仪对不同原材、不同制样和涂膜工艺制备的标准样品进行分析。结果表明:利用S₍(863 cm^-1))/S₍(1 376cm^-1))、S₍(1 376cm^-1))/S₍(1 459 cm^-1))和S₍(700 cm^-1))/(S(910 cm^-1))+S₍(966 cm^-1))可对基质沥青油源品质和SBS分子结构类型进行初步判定;溶剂法与生产实际差别较大,不适用于红外光谱定量分析,建议采用剪切法进行标准样品制备;结合工程实际(4.3%～4.5%)掺量要求,红外光谱定量分析方法试验误差允许在-0.23%～0.23%以内;不同品牌、相同嵌段比的SBS...     

网络结构理论在沥青改性研究中的应用

利用了网络结构理论解释了LDPE以及GMA-g-LDPE分别改性秦皇岛基质沥青、中海36-1基质沥青的软化点、低温延度、针入度指数以及高温稳定性随着改性剂含量变化而变化的规律。红外光谱研究表明，LDPE改性沥青体系中LDPE与沥青二者属于溶涨没有发生任何反应，GMA-g-LDPE改性沥青体系中GMA所含的C=O 的特征吸收峰仍然存在，但907.69cm - 1有环氧基吸收峰消失了，说明GMA-g-LDPE的侧链环氧环与沥青中的官能团发生了反应而形成网络结构。     

二苯基甲烷二异氰酸酯二聚体的红外光谱分析

二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)在储存过程中会生成二聚体,二聚体会影响到MDI的性能。对用红外光谱检测MDI二聚体的方法进行了研究。针对MDI二聚体的特性,首先解决了MDI二聚体的标样难题。用2295 cm~(-1)处的吸收峰进行定性分析,解决了MDI二聚体的定性分析问题。用1771cm~(-1)处的吸收峰作为定量分析峰,并以692 cm~(-1)处的吸收峰为内标峰,绘制了MDI二聚体相对峰面积与质量分数的关系曲线,解决了MDI二聚体的定量分析问题。建立的红外光谱分析方法达到了快速分析MDI二聚体的目的。     

乙烯-辛烯接枝聚合物改性沥青的性能研究

采用乙烯-辛烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)作为沥青改性剂,按照1.5%、3.0%、5.0%的掺量加入到3种70号基质沥青中制备改性沥青样品,通过沥青常规试验、动态剪切流变试验及红外光谱分析等,评估POE-g-GMA接枝聚合物改性沥青的性能特点,并与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青样品进行对比研究。结果表明:相比于SBS改性剂,POE-g-GMA接枝物对基质沥青高温性能提升更为显著,在进一步优化延度性能的基础上,POE-g-GMA接枝聚合物有望作为新型聚合物沥青改性剂。     

改性沥青的紫外老化研究

我国大部分地区尤其是西部地区日照时间长,太阳光谱中紫外线比例高,而紫外辐射同样也会导致沥青的老化。对传统基质沥青和SBS、消石灰、反应型三元共聚物(RET)及多聚磷酸(PPA)改性沥青的紫外老化特性进行了研究。试样的降解使用傅里叶变换红外光谱和热分析进行了分析,从红外光谱结果可以看出,当紫外老化200 h时,SBS、多聚磷酸(PPA)和消石灰改性沥青与传统基质沥青相比表现出更高的耐光降解能力。SBS改性沥青和消石灰改性沥青,老化后最大降解率的温度和降解终止温度增加。     

单质硫二维漫反射红外光谱研究

在4000~400 cm~(-1)的频率范围内采用傅里叶变换漫反射红外光谱技术,研究了单质硫S—S键伸缩振动红外吸收模式(νS—S)。结果发现:845 cm~(-1)频率附近的红外吸收峰则归属于单质硫νS—S的倍频峰(νS-S(d))。以单质硫νS-S(d)为研究对象,进一步开展了相关二维漫反射红外光谱研究。研究发现:单质硫νS-S(d)在838,842和848 cm~(-1)频率处有3个红外吸收峰,且室温下其红外吸收强度的变化快慢顺序为:842 cm~(-1)838 cm~(-1)848 cm~(-1)。     

沥青的组成特点及其改性沥青的性能研究

对比分析两种基质沥青制备的SBS改性沥青的性质,并从基质沥青的组分组成、元素组成、红外光谱及溶解度参数分析两种改性沥青性质不同的原因。结果发现:沥青中存在一定量的极性官能团,可以改善SBS与沥青之间的相容性。含硫化合物的存在可以促进SBS和沥青之间的交联反应,形成一定空间网络结构,改善沥青高温性能及其与SBS之间的相容性;南美AH-70的溶解度参数与SBS相近,容易相容,两者制备的改性沥青储存稳定性较好;芳香分和胶质含量对沥青与SBS的相容性有重要影响,而沥青质含量对提高改性沥青的高温性能有较大影响。     

FT-IR在沥青热氧老化研究中的应用

沥青老化是引发沥青路面产生裂缝、松散等病害的主要原因之一。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)可定性和定量分析老化过程中沥青特征官能团的变化,为揭示沥青老化机理、理解沥青老化行为提供了有力的技术手段。综述了沥青FT-IR测试方法、特征官能团的选择和老化评价指标的计算方法,总结了近10 a内FT-IR在基质沥青、SBS改性沥青及橡胶沥青热氧老化研究中取得的成果。     

二苯基甲烷二异氰酸酯二聚体在制备润滑脂过程中的变化

为了给二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)聚脲润滑脂的制备及质量控制提供参考,研究了MDI二聚体在制备润滑脂过程中随温度的变化情况。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)监测MDI聚脲润滑脂在制备过程中异氰酸酯基团(-N=C=O)的红外特征吸收峰。制备温度为85℃时,聚脲润滑脂中显示有MDI二聚体的特征峰(2294 cm~(-1)),而没有MDI单体的特征峰(2270 cm~(-1)),说明在85℃时MDI单体已反应生成了聚脲。135℃~180℃出现的2281 cm~(-1)吸收峰是MDI二聚体衍生物解聚后产生的吸收峰。165℃,聚脲分子中-N-H基团的吸收峰从3330 cm~(-1)处移到了3308 cm~(-1)处,与脲基相连的苯环骨架振动的特征吸收峰1593 cm~(-1)相对强度的减弱,表明了MDI稠化剂分子间形成了氢键和网络结构。165℃以上可以消除MDI二聚体对MDI聚脲润滑脂性能的影响,得到稠度稳定的MDI聚脲润滑脂。     

基质沥青与 SBS 改性沥青的老化性能分析

以辽河AH90沥青为基质沥青,在其中加入质量分数为3%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性剂,可制备改性沥青。利用沥青软化点随时间的变化关系,建立了2种沥青的老化动力学模型:lnR基=3.784 1.33×103texp(-4946/T),lnR改=3.949 1.54×103texp(-5 242/T)。通过比较2种沥青的动力学参数,得出改性沥青的抗老化性能优于基质沥青。借助红外光谱分析可知,基质沥青的老化主要是吸氧氧化反应;而改性沥青的老化除了具有基质沥青的老化反应外,还存在SBS中聚丁二烯链段的断裂和氧化反应。     

5℃延度与SBS改性沥青混合料低温性能的相关性

5℃延度作为改性沥青的重要低温评价指标，存在不能如实反映沥青产品低温性能的问题。从延度指标的角度探究了延度与沥青组分和低温流变参数的关系，并选取具有代表性的三类基质沥青分别制备不同SBS含量改性沥青和SMA沥青混合料，分析了改性沥青5℃延度与沥青混合料低温性能(-10℃低温弯曲、0℃肯塔堡飞散损失)之间的关系。结果表明：基质沥青的10℃延度与沥青组分和低温流变参数之间均无相关性，而相同的低温PG分级，表明10℃延度用于评价基质沥青的低温性能存在局限性。改性沥青5℃延度受SBS含量和基质沥青种类的影响较大，与沥青混合料低温性能的相关性受SBS含量影响较大。综合比较分析，由于5℃延度无法完全反映沥青混合料低温性能，故SBS改性沥青采用5℃延度作为评价性指标时存在局限性。     

SBS改性沥青机理研究

通过分析SBS改性沥青的红外光谱谱图、组分分布、DSC谱图。考察储存和加工工艺参数对SBS改性沥青性能稳定性的影响,深入探讨了聚合物改性沥青的机理。认为沥青改性以物理改性为主;SBS颗柱易吸收沥青中的饱和分,溶胀后的SBS极性与胶质相似;SBS颗粒与沥青有不完全相容性,SBS颗粒与沥青组分的亲和作用对沥青的相态转变产生影响;沥青组分对SBS的溶胀与吸附是一个动态的过程,它是沥青新胶体体系的形成和沥青聚集态结构改变的基础,这种动态过程对聚合物改性沥青的性能有很大影响。     

有关SBS改性沥青老化研究的文献综述

在归纳国内外部分关于SBS改性沥青老化研究报道基础上,分别从常规性能、低温延展性、流变性、红外光谱和凝胶色谱等5个方面分析了SBS改性沥青的老化行为。认为：改性沥青经老化后粘度上升,且软化点、针入度变化,但变化方向取决于沥青硬化和改性剂裂解程度;低温延展性大大降低;流变性能显示老化改性沥青在高温下容易流动,抗变形能力降低;红外光谱表明老化改性沥青中的基质沥青和改性剂都发生了氧化反应;凝胶色谱图进一步证实了由于沥青的氧化聚合分子量变大,而改性剂因氧化裂解而分子量降低。     

PB含量对SBS与PB复配改性沥青性能的影响

为改善SBS改性沥青的使用性能,向基质沥青中添加不同比例的SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)和PB(聚丁二烯)制备改性沥青。通过分析改性沥青的三项指标、相容性、存储稳定性、微观结构等性能,考察PB含量对改性沥青性能的影响。结果表明,向SBS中添加少量PB对改性沥青高温性能和低温性能的改善均是有利的。