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。     

红外光谱法测定改性沥青中SBS含量的研究

利用红外光谱分析技术,对基质沥青、SBS和SBS改性沥青进行定性和定量分析。结果表明:SBS改性沥青的红外光谱中,在1 377 cm~(-1)和810 cm~(-1)处的吸收峰是基质沥青的特征峰;在966 cm~(-1)和699 cm~(-1)处的吸收峰是SBS的特征峰;SBS特征吸收峰与基质沥青特征吸收峰的强度比与SBS含量具有良好的线性关系;采用在1 377 cm~(-1)处吸收峰作为内部参照峰的定量分析方法,得到的线性相关系数优于采用810 cm~(-1)处吸收峰作为内部参照峰的定量分析方法;A (966)/A(1 377)和S(966+699)/S (1 377)与SBS含量具有良好的线性关系,相关系数R~2大于0.998,相对误差小于5%,可以实现对SBS含量的准确测定。     

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。     

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。     

SBS改性沥青配伍性试验研究

采用燕山石化4303星型SBS改性剂对韩国双龙A-90沥青进行改性,研究不同掺量SBS改性剂与基质沥青的配伍性,以及不同掺量稳定剂和助溶剂对SBS改性沥青性能的影响。试验结果表明:不同掺量的改性剂对基质沥青的改性效果不同,在3.5%~5.5%范国内随着掺量的增加改性效果随之提高;加入稳定剂、助溶剂可有效改善SBS改性剂与沥青之间的相容性;SBS改性剂的最佳掺量为4.7%,助溶剂的最佳掺量为1.7%,稳定剂的最佳掺量为1.4‰。     

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青储存稳定性评价指标的研究

以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)LG 501 S为改性剂,70#沥青为基质沥青,减三糠醛抽出油为相容剂,制备出SBS改性沥青,分别采用离析实验、动态剪切流变(DSR)实验、荧光显微镜考察了改性沥青储存稳定性评价指标。结果表明:随着改性剂掺入量的增大,改性沥青的软化点、离析软化点差及其平均值均增加,离析软化点平均值与软化点2条曲线所围成的面积增大;随着发育时间延长,改性沥青的车辙因子、离析率先增大后减小;随着改性剂掺入量增大,改性沥青的车辙因子、离析率增大;在改性剂掺入量为2%~4%(占基质沥青的质量分数)时,改性沥青离析率与离析软化点差的线性拟合性良好;增加改性剂的掺入量,SBS在沥青中的粒径及分布率变大。     

基于DSR试验方法检测SBS改性沥青热储存稳定性的影响因素研究

为更好掌握SBS改性沥青热储存稳定性快速检测方法，详细考察了基质沥青品牌与牌号、SBS改性剂种类与用量、样品加热温度与加热时间等对稳定因子(S_f)的影响。结果表明：基质沥青牌号、SBS改性剂种类、SBS改性剂用量、样品加热温度对SBS改性沥青S_f影响显著，而基质沥青品牌、样品加热时间对SBS改性沥青的S_f影响较小。     

东海大桥用SBS改性沥青的生产及应用

在东海大桥特殊质量要求的SBS改性沥青试生产过程中,通过基质沥青和改性剂的选择,优化反应温度、操作压力、溶胀时间等工艺参数及其质量控制。结果表明,采用东海牌重交沥青作为基质沥青,LG-501 SBS作为改性剂,连续式胶体磨生产工艺,能够生产出高质量的SBS改性沥青,满足东海大桥改性沥青桥面设计、施工的质量要求。     

废旧橡胶粉掺量对橡胶沥青高低温及疲劳性能影响研究

为分析橡胶粉掺量对橡胶改性沥青高低温及疲劳性能的影响,选取三种橡胶粉掺量(16%、20%及24%)对基质沥青分别改性。对不同掺量下的橡胶沥青进行动态剪切流变(DSR)及弯曲梁流变(BBR)试验,并与基质沥青及SBS改性沥青对比。试验结果表明,橡胶沥青的高温性能优于基质沥青及SBS改性沥青,低温性能虽不如SBS改性沥青,但强于基质沥青。至于疲劳性能,试验表明当橡胶粉掺量为20%时,其疲劳因子最低,疲劳性能最优。     

湖沥青与SBS复合改性沥青性能研究

为了研究湖沥青在改性沥青中的应用,以湖沥青和软化剂制备调和沥青,研究了调和沥青掺量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青性能的影响。结果表明：当软化剂添加量(质量分数)为40%时,所制备的调和沥青的软化点、针入度(25℃)和延度(15℃)满足70A基质沥青性能指标;调和沥青的加入,能够促进SBS在沥青中的溶胀和发育,提高了SBS改性沥青的高温性能,但对SBS改性沥青的低温性能存在不利影响。当调和沥青的添加量(质量分数)为15%时,所制备的复合改性沥青的性能指标能够满足SBS改性沥青技术指标要求。     

知识园地

1　改性沥青常用术语解释1 .1　基质沥青用于生产改性沥青 ,掺加改性剂进行改性的基础沥青。1 .2　改性剂在沥青或沥青混合料中加入天然或人工的有机或无机材料 ,可熔融或分散在沥青中 ,以改善或提高沥青的路用性能的材料称为改性剂。1 .3　改性剂量改性剂在改性沥青 (包括基质沥青与改性沥青 )中的质量百分数。1 .4　改性沥青基质沥青与一种或数种改性剂通过适宜的加工工艺形成的混合物。1 .5　结合料在沥青混合料中 ,把集料粘合在一起的胶结料 ,包括各类沥青和改性沥青。1 .6　改性沥青混合料由改性沥青 (或由改性剂、基质沥青 )与矿料按…     

国产SBS改性沥青在高速公路上的应用

采用改性沥青及其沥青玛蹄脂碎石混合料路面，可以全面提高沥青路面的高低温性能。介绍了改性沥青工艺技术，重点阐述了在浙江省(ZJS)高速公路嘉兴段用于中面层(AC—161)和表面层(SMA—13)混合料的改性沥青类型、SBS改性剂、基质沥青的选用、工艺配比设计、改性沥青的现场加工工艺及其质量控制，并与品牌成品改性沥青的性能进行了比较。结果表明．采用国产东海脾重交沥青作为基质沥青、LG501 SBS作为改性剂，胶体磨工艺设备大规模生产SBS改性沥青，具有优良的综合性能，满足ZJS高速公路中面层(AC—161)及罩面层(SMA—13)改性沥青路面设计、施工的质量要求。     

反应型三元共聚物改性沥青的技术研究

采用反应型三元共聚物改性剂(即RET)作为一种新的沥青改性剂,研究了其对沥青的结构和性能的影响,同时对不同掺量的RET改性沥青和相同基质沥青的SBS改性沥青的技术特性进行试验对比,试验结果表明:RET改性剂的掺入可以改善沥青的温度敏感性、高温稳定性、耐疲劳性等,通过电子显微镜和红外光谱试验发现RET与沥青发生了化学反应,形成了均匀分布的链状结构。     

SBS改性沥青性能探究

论文以30#、50#低标号沥青作为基质沥青,采用SBS对基质沥青进行改性,SBS改性实验结果表明:当SBS掺量为0-6%时,随着SBS掺量的增加,30#与50#改性沥青的针入度逐渐降低,软化点逐渐升高,即改性沥青的高温性能提高,改性沥青的抗老化性能以及高温延度得到明显改善;但SBS对改性沥青的低温性能影响较小。     

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物粒径对改性沥青性能的影响

以LG 501 S型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为改性剂,中海油生产的36-1 70~#沥青为基质沥青,考察了改性剂粒径对改性沥青性能的影响,分析了不同粒径改性剂在沥青中的形态特征。结果表明:在相同改性剂用量下,随着改性剂粒径的减小,改善了SBS在沥青中的溶胀及分散程度,缩短了改性沥青的改性时间;在改性剂粒径为250μm时,改性沥青的软化点、延度(5℃)、黏度(135℃)依次为76℃,35.6 cm,1 860 mPa·s,均达最大值,在相同测试温度下,当改性剂粒径为250μm时,改性沥青的高温抗车辙能力最优,最高使用温度为70℃;当改性剂粒径为180μm时,改性沥青的低温抗裂性能最优,最低使用温度为-18℃;与未粉碎的改性剂相比,粉碎后改性剂的粒径明显减小,且随着改性剂粒径的降低,小粒径改性剂在粉碎后改性剂中的质量分数减小,且在沥青改性中随着发育时间的延长,改性剂在沥青中的粒径减小,体积分数增大。     

高黏沥青的制备及其混合料路用性能研究

以乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚酮、低密度聚丙烯、PTW树脂及助剂通过接枝反应研发的高黏改性剂进行高黏沥青的制备及高黏沥青混合料SMA-13路用性能研究工作。通过荧光显微和红外光谱试验,揭示了高黏改性剂的改性机理;通过60℃动力黏度、布氏黏度、针入度、软化点、延度试验对高黏沥青的黏度、物理性能和存储稳定性进行评价;利用不同掺量的高黏改性剂进行干法高黏混合料的制备,并与湿法高黏混合料及SBS改性沥青混合料进行路用性能对比。结果表明：高黏改性剂与沥青有着良好的相容性;高黏沥青中出现了新的吸收峰,改性剂对沥青存在化学改性作用;高黏沥青的黏度和物理性能随着改性剂掺量的增加而提升,各掺量高黏沥青存储稳定性良好;湿法和干法工艺下,以该改性剂制备的高黏沥青混合料均有较好的路用性能;干法应用时,改性剂存在一最佳掺量约为沥青质量的11%,在此掺量下,干法工艺制备的高黏沥青混合料的路用性能略低于湿法工艺。     

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。     

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。     

改性沥青配方优化设计研究

为使改性沥青的技术性能有所提高,在工程应用中既能增加其路用性能,减少路面易产生的车辙、开裂、坑槽等早期破坏,又能减少养护次数,节省工程费用,进行了改性沥青配方的设计优化。从基质沥青与改性剂的配伍性、改性沥青的热储存稳定性和改性沥青的性能三大方面进行研究,通过在选取的三种AH-70重交石油沥青中掺加三种SBS改性剂(YH761、YH791-H、道改2号)和两种稳定剂(wdj、WT),对改性沥青的主要技术性能指标(针入度指数、软化点、5℃延度等)进行综合比选,从而得出每种基质沥青最适合的改性剂和稳定剂及其最佳掺配量,使改性沥青性能最优,可从根本上解决沥青面层高、低温稳定性和局部损坏等问题,从而延长路面使用寿命。