基于流变学的浓缩胶乳改性沥青的黏弹特性

基于流变学理论研究了低氨浓缩天然胶乳（CNR）改性沥青的黏弹特性，使用动态剪切流变仪对不同CNR添加量的浓缩胶乳改性沥青进行温度扫描试验，从复数剪切模量（G*）、相位角（δ）、复数黏度（η*）及主曲线方面分析了温度及CNR添加量等因素对CNR改性沥青黏弹特性的影响。结果表明，随着温度的升高，CNR改性沥青弹性部分所占比例减小，而黏性部分所占比例增大；增加CNR的添加量可以提高CNR改性沥青的G*和η*，使δ明显降低，同时可以降低其温度敏感性，提高弹性、高温性能和抵抗剪切变形的能力。通过对比主曲线拟合参数参考温度的交叉频率和流变指数，进一步证明增加CNR的添加量可改善CNR改性沥青的黏弹特性，添加量越大，改善程度越高。此外，增加CNR的添加量使得CNR改性沥青从弹性到稳态流动的过程更加平缓，从而确保CNR改性沥青在中等加载时间和温度作用下不易发生脆性破坏。     

基于流变学的高黏改性沥青高低温性能研究

为了研究高黏改性沥青的高低温流变特性,选择3种高黏改性沥青为研究对象,通过温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和弯曲梁蠕变试验,分别研究了高黏改性沥青的高低温性能。结果表明,高黏改性沥青均具有较高的车辙因子,其中成品高黏改性沥青的车辙因子最高;多应力重复蠕变试验可以反映沥青抵抗永久变形的能力,成品高黏改性沥青的抗永久变形能力最强;高黏改性沥青的蠕变劲度、蠕变速率与温度呈指数关系,高黏改性沥青的蠕变劲度明显优于基质沥青,成品高黏改性沥青的低温连续分级温度最高,其低温流变性能最好。     

基于动态力学的纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构分析

为了分析纳米碳粉、橡胶粉、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)在沥青中的相态结构,首先对基质沥青和改性沥青进行物理性能试验、动态剪切流变试验(DSR),其次借助Han曲线理论和van Gurp-Palmen(vGP)图分析三种改性剂与基质沥青的相容性及相态结构。结果表明:在相同的试验条件下,2%纳米碳粉-18%橡胶粉-1.0%SBS改性沥青(以上均为质量分数)物理性能最佳,高低温性能较优;与基质沥青相比,添加改性剂后沥青材料出现微观相分离现象。在高温条件下,纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构较好,结合SEM照片阐释了改性机理,得出改性剂SBS可以有效改善纳米碳粉和橡胶粉在沥青中的骨架结构,形成三维连续稳定体系。     

有机化纳米蒙脱土复合SBS改性沥青的流变与黏弹特性

采用硬脂基三甲基氯化铵(STAC)对纳米蒙脱土(MMT)进行接枝并制备了有机化改性纳米蒙脱土(S-MMT),随后将不同掺量的S-MMT添加到苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青以制备复合改性沥青。借助动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪，对S-MMT复合SBS改性沥青进行了高中低温度流变性能和蠕变松弛性能测试，结果表明，S-MMT增强了与SBS改性沥青分子的亲和性、改善了其高温车辙抗性和低温开裂抗性、降低了其累积剪切蠕变变形和永久变形；S-MMT的加入显著提升了SBS改性沥青的流变性能和黏弹变形能力。     

黏弹性流体基纳米流体流变学特性

黏弹性流体基纳米流体(viscoelastic fluid based nanofluid,VFBN)是一种具有湍流减阻和对流换热相对强化特性的新型换热工质,其湍流减阻机理与流变学特性关系密切。通过对以2.5×10-3、5×10-3、1×10-2三种质量分数的十六烷基三甲基氯化铵/水杨酸钠水溶液为基液,粒子体积分数为0.1%、0.25%、0.5%、1.0%的铜纳米流体的剪切黏度、零剪切黏度以及松弛时间的测量,实验结果表明VFBN有明显的剪切稀变特性,同时纳米粒子的添加增大了基液的零剪切黏度,并导致基液黏弹性增强。以Giesekus本构模型为理论基础,利用实验参数得到了描述VFBN剪切黏度的实验关联式。     

黏弹性流体基纳米流体流变学特性

黏弹性流体基纳米流体（viscoelastic fluid based nanofluid,VFBN）是一种具有湍流减阻和对流换热相对强化特性的新型换热工质,其湍流减阻机理与流变学特性关系密切。通过对以2.5×10^-3、5×10^-3、1×10^-2三种质量分数的十六烷基三甲基氯化铵/水杨酸钠水溶液为基液,粒子体积分数为0.1%、0.25%、0.5%、1.0%的铜纳米流体的剪切黏度、零剪切黏度以及松弛时间的测量,实验结果表明VFBN有明显的剪切稀变特性,同时纳米粒子的添加增大了基液的零剪切黏度,并导致基液黏弹性增强。以Giesekus本构模型为理论基础,利用实验参数得到了描述VFBN剪切黏度的实验关联式。     

基于正交试验的高黏改性沥青制备及性能研究

为了制备一种性能优良的高黏改性沥青,采用自制的热塑性弹性体TPE、增韧剂和增黏剂对基质沥青进行改性,制备了T-HVA高黏改性沥青.通过正交试验分析各改性剂掺量对沥青性能的影响,以软化点、延度和动力黏度等指标进行控制,并通过综合平衡法对各指标综合分析,最终确定T-HVA高黏改性沥青的各改性剂最佳掺配比例为:热塑性弹性体T...     

纳米ZnO改性沥青的制备及性能研究

为探究纳米ZnO改性沥青的路用性能,采用高速剪切法制备了纳米ZnO掺量分别为2%,4%,6%及8%的改性沥青,并通过光学显微镜、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及差示扫描量热仪(DSC)对改性沥青的微观形貌、化学构成及热稳定性等性能进行表征与分析,再采用动态剪切流变仪和布氏粘度计分别对改性沥青的高温流变性能及黏温特性进行测试。结果表明,纳米ZnO能够均匀分散于基质沥青中,且与沥青发生交联反应,生成一种空间网状结构;纳米ZnO对基质沥青既有物理改性也有化学改性;随着纳米ZnO掺量的增大,改性沥青的低温性能及热稳定性均得到不同程度的改善;改性沥青呈现出更优的高温抗车辙能力及黏温特性。     

基于涂层活化的橡胶粉改性沥青制备及性能试验研究

基于相似相容原理,选取与橡胶粉及基质沥青相容性都好的聚酰胺,通过聚合物涂覆法对废胶粉进行活化,在橡胶粉表面形成一层均匀的聚酰胺涂层,提高了橡胶粉与基质沥青的相容性,以达到提高胶粉改性沥青的储存稳定性、改善橡胶粉改性沥青的路用性能的目的.借助正交试验,并结合极差分析和方差分析,以针入度、延度、软化点及布氏粘度为指标,确定橡胶粉掺量为20％,剪切温度为180℃,剪切时间为60 min;并在此基础上制备出高低温性能以及储存稳定性优良的活化橡胶粉改性沥青.     

纳米ZnO改性沥青的制备及性能研究

为探究纳米ZnO改性沥青的路用性能,采用高速剪切法制备了纳米ZnO掺量分别为2%,4%,6%及8%的改性沥青,并通过光学显微镜、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及差示扫描量热仪(DSC)对改性沥青的微观形貌、化学构成及热稳定性等性能进行表征与分析,再采用动态剪切流变仪和布氏粘度计分别对改性沥青的高温流变性能及黏温特性进行测试。结果表明,纳米ZnO能够均匀分散于基质沥青中,且与沥青发生交联反应,生成一种空间网状结构;纳米ZnO对基质沥青既有物理改性也有化学改性;随着纳米ZnO掺量的增大,改性沥青的低温性能及热稳定性均得到不同程度的改善;改性沥青呈现出更优的高温抗车辙能力及黏温特性。     

基于CAM模型的热再生沥青混合料动态粘弹特性研究

为研究再生剂对沥青混合料动态粘弹特性的影响,分别选用重石油基与生物油基两种再生剂制备再生沥青及沥青混合料,并分别在不同掺量下进行沥青三大指标试验以及沥青混合料动态模量试验,根据时温等效原理及改进的Christensen-Anderson-Marasteanu(CAM)模型分析了再生沥青混合料的动态粘弹特性。结果显示,随着再生剂掺量的增加,沥青混合料回收料(RAP)的沥青针入度、延度升高,软化点下降,再生剂的掺入显著提高了沥青的延展性,综合考虑经济与路用性能,以12%(质量分数)作为再生剂最佳掺量并进行混合料动态模量试验。两种再生剂均改变了RAP的感温性与粘弹特性,使再生沥青混合料动态模量降低而相位角升高;改进的CAM模型能够良好拟合再生沥青混合料的动态模量和相位角随频率的发展变化,拟合精度均在0.950以上。两种再生沥青混合料动态模量与相位角大小关系受加载频率影响,当加载频率高于10 Hz后,生物油基再生沥青混合料动态模量更低而相位角更高,当加载频率低于0.01 Hz时则相反,这对于同时提高沥青混合料高温稳定性及低温抗裂性是有利的。     

基于服役温度域的彩色沥青感温性对比分析

基于沥青路面服役温度域,从高温、中温、常温、低温四个影响沥青服役性能的温度区间,对比了CA70、CA90彩色沥青和A70、A90道路石油沥青的感温性.结果表明:不同的服役温度域内,沥青的感温性不同;相比道路石油沥青,彩色沥青的低温域范围区间不同,感温性变化较大,但随着温度域向高温域变化,感温性逐渐稳定.现有的单一感温性指标不能完全代表沥青在整个服役温度域内的感温性变化,建议沥青的温度敏感性评价指标与沥青的不同服役温度域挂钩.     

A Rheological Approach to Viscoelastic Worm-Like Micelles of Tunable Properties

The rheological behavior of micellar solutions of cationic surfactant, cetyl trimethyl ammonium bromide in the presence of a salt (KBr) and a co-surfactant (n-octanol) were analyzed. Shear viscosity and shear moduli were measured as a function of concentrations of the co-surfactant and additive. When these concentrations attained a certain critical threshold value, the micellar solution was found to exhibit a nonlinear viscoelastic behavior. It is due to the formation of supramolecular structures, which has been described by the Maxwell model of a viscoelastic fluid typical of worm-like micelles. The rheological behavior was also analyzed using Carreau and Carreau–Gahleitner models which were found to be in good agreement with the experimental results.

石墨烯/聚乙烯复合改性沥青胶结料的流变性能研究

为提高沥青胶结料的综合路用性能,尤其是高温性能,本文采用高速剪切机将质优价廉的聚乙烯(PE)与石墨烯纳米片(GNPs)复合制备新型沥青胶结料,同时使用温度扫描(TeS)、多重应力蠕变恢复(MSCR)、线性振幅扫描(LAS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了石墨烯/聚乙烯复合改性沥青胶结料的流变性能和作用机理。结果表明:GNPs和PE能够协同改善沥青胶结料的高温性能,提高路面的高温车辙抗性;预混的PE/GNPs母粒具有良好的中温疲劳和低温开裂抗性。同时复合改性沥青的FTIR光谱中未出现新的吸收峰,表明石墨烯和聚乙烯在沥青基体中以物理改性为主。     

生物质重油再生沥青流变性能及再生机理研究

实现老化沥青的再生利用,寻求切实可行的老化沥青再生技术和手段,是目前亟需解决的工程问题.为此,研究通过向老化沥青中添加生物质重油的方法以实现老化沥青再生,同时采用布氏粘度、DSR、BBR对再生沥青的流变性能进行测试,同时结合原子力显微镜(AFM)、凝胶渗透色谱(GPC)等微观表征手段对其再生机理进行研究.结果表明:生物质重油可显著改善老化沥青的流变性能;生物质重油再生沥青具有明显良好的低温抗开裂能力;此外,通过观测微观表面形貌发现,生物质重油掺入后,随着其掺量的增大,沥青中胶团逐渐解聚,解聚得到的小蜂状结构逐渐被沥青中的轻组分溶解,蜂状结构逐渐变小,且数目增多;生物质重油对老化沥青的再生以物理作用为主,存在微弱的化学反应.     

PVC/改性纳米CaCO3复合材料的制备及性能

合成了纳米CaCO3表面改性剂AP-01,将此改性剂改性的纳米CaCO3用于硬质聚氯乙烯(PVC)抗冲改性.观察PVC/改性纳米CaCO3复合材料的微观结构,并测试其力学性能.结果表明:改性纳米CaCO3以海岛结构分散于PVC基体中.改性纳米CaCO3加入量在10%时,复合材料缺口冲击强度达到18.2 kJ/m2,而复合材料拉伸强度几乎没有改变.对比普通硬脂酸改性纳米CaCO3增韧PVC,其具有明显的性能优势.     

NP-10/硝酸钠水溶液体系的相行为与流变性

研究了浓度为0.02mol/L的硝酸钠水溶液中非离子表面活性剂NP-10的相行为与流变学性质。随NP-10质量分数的增加,体系中依次可以形成胶束,六角状、立方状和层状液晶以及反胶束。六角状和立方状液晶的流变学性质可以用Maxwell模型说明。用已经验证的经验方程对层状液晶的流变学特征做出了表述。     

Phase and Rheological Properties of a Curcumin-Encapsulated Cubic Liquid Crystal

For the purpose of encapsulating curcumin, cubic liquid crystals were constructed using a Brij 97‐NaDC (surfactant)/IPM‐PEG 400 (oil)/H₂O system, at a constant Brij 97/NaDC ratio of 4:1 and varied IPM/PEG 400 ratios of 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, and 3:7. The cubic liquid crystal samples, possessing a fixed surfactant/oil/water composition and different IPM/PEG 400 ratios, underwent a structure transition from Im3m to the coexistence of Im3m and Ia3d as determined by small‐angle X‐ray scattering (SAXS) measurements. SAXS and rheological investigations on the 5:5 IPM/PEG 400 ratio cubic samples suggested that the cubic liquid crystals became more stable after encapsulating curcumin in either IPM or PEG 400, as indicated by the longer characteristic relaxation time. By saturating curcumin in both IPM and PEG 400, at an IPM/PEG 400 ratio less than 5:5, higher elastic modulus, larger q value, and stronger intensity of the first scattering peak for the curcumin‐encapsulated liquid crystals were observed as compared to the corresponding curcumin‐free samples. Also, clearly different melting points for these systems were found. These results indicate a method of tailoring the stability and the temperature sensitivity of the investigated curcumin‐encapsulated cubic liquid crystals.     

聚丙烯/黏土纳米复合材料结构及流变性能研究

采用固相法对黏土进行插层改性,制备有机黏土,再与聚丙烯熔融共混,成功制备聚丙烯/有机黏土纳米复合材料。XRD和TEM测试均表明:固相法改性黏土可以与聚丙烯形成结构为插层型和剥离型共存的纳米复合材料。利用动态流变仪研究纳米复合材料的加工流变性能,结果显示,有机黏土的加入有效地改善了聚丙烯的加工流变性能。